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第六届(2003年)全国大学生电子设计竞赛题目</P>- U) L, ]7 L. c% X- ?+ D" o
电压控制LC振荡器(A题)< > </P></P>
- M- n) e, R. P& s! \+ N+ ?< >一、任务< > </P></P>9 ^1 h% `( T; ^% T. n: l
设计并制作一个电压控制LC振荡器。< > </P></P>( X" @7 F5 s9 q4 K# L0 N1 ?4 F2 \
< >二、要求< > </P></P>
7 V& Q5 u3 ~& p% x4 L- p5 d8 m: l) c1、基本要求< > </P></B></P>
7 w4 }# L: t/ N, Q7 f9 C. @(1)振荡器输出为正弦波,波形无明显失真。< > </P></P>- _1 h& O5 }9 p/ }! v2 s5 W3 r
(2)输出频率范围:15MHz~35MHz。< > </P></P>9 [' \1 R& B/ m0 F
(3)输出频率稳定度:优于10-3。< > </P></P>9 Z; y( G4 y* ^
(4)输出电压峰-峰值:V</I>p-p=1V±0.1V。< > </P></P>; o: t$ V" h$ ?
(5)实时测量并显示振荡器输出电压峰-峰值,精度优于10%。< > </P></P>, x8 ? I! M, t% _# l
(6)可实现输出频率步进,步进间隔为1MHz±100kHz。< > </P></P>
& x6 D4 O9 p1 P8 g1 B; K2、发挥部分< > </P></B></P>$ z4 U) j) ]3 U" r" N, a5 ^" ^
(1)进一步扩大输出频率范围。< > </P></P>
1 C4 A: Q3 h* ?9 p& k2 J2 j# ]% }(2)采用锁相环进一步提高输出频率稳定度,输出频率步进间隔为100kHz。< > </P></P>7 r! N1 f0 j) D" p
(3)实时测量并显示振荡器的输出频率。< > </P></P>
0 Y' b8 M3 e# s6 R# S" L(4)制作一个功率放大器,放大LC振荡器输出的30MHz正弦信号,限定使用E</I>=12V的单直流电源为功率放大器供电,要求在50Ω纯电阻负载上的输出功率≥20mW,尽可能提高功率放大器的效率。< > </P></P>
$ y1 [$ @, c3 ~. X# M7 l2 r( f(5)功率放大器负载改为50Ω电阻与20pF电容串联,在此条件下50Ω电阻上的输出功率≥20mW,尽可能提高放大器效率。< > </P></P>: D$ {# T% k' l
(6)其它。< > </P></P>. e# W5 L. q& n* [$ J
三、评分标准</P>0 s& L% a3 x9 l) A8 n
< > </P></P>
6 i" S: c2 u2 q5 B < > </P></P>项 目< > </P></P>满分< > </P></P>基本要求< > </P></P>设计与总结报告:方案比较、设计与论证,理论分析与计算,电路图及有关设计文件,测试方法与仪器,测试数据及测试结果分析。< > </P></P>50< > </P></P>实际制作完成情况< > </P></P>50< > </P></P>发挥部分< > </P></P>完成第(1)项<P> </P></P>5<P> </P></P>完成第(2)项<P> </P></P>15<P> </P></P>完成第(3)项<P> </P></P>5<P> </P></P>完成第(4)项<P> </P></P>10<P> </P></P>完成第(5)项<P> </P></P>10<P> </P></P>其它<P> </P></P>5<P> </P></P> </P>
9 ?3 R) G+ k2 c" [四、说明<P> </P></P>1、需留出末级功率放大器电源电流I</I>C0(或I</I>D0)的测量端,用于测试功率放大器的效率。 ) r1 Z6 Q' z$ q
宽带放大器(B题)<P> </P></P> e) M8 x6 d6 M- J
一、任务<P> </P></P>
. w: x( f0 @4 f2 d设计并制作一个宽带放大器。<P> </P></P>9 J4 Z1 q' k6 v# x O5 N5 \, l
<P>二、要求<P> </P></P>) L# a0 V, p% o: m: h/ ?! Y: c
1、基本要求<P> </P></B></P>
: ~& |. e E* q$ L(1)输入阻抗≥1kΩ;单端输入,单端输出;放大器负载电阻 。<P> </P></P>
4 j% W6 x4 T/ @ K$ E- h1 \. h: \& g2 M(2)3dB通频带10kHz~6MHz,在20kHz~5MHz频带内增益起伏≤1dB。<P> </P></P>% X* H6 ?6 G) \6 V
(3)最大增益≥40dB,增益调节范围10dB~40dB(增益值6级可调,步进间隔6dB,增益预置值与实测值误差的绝对值≤2dB),需显示预置增益值。<P> </P></P>
' z( f% w2 r) ]' P2 Q$ u! v(4)最大输出电压有效值≥3V,数字显示输出正弦电压有效值。<P> </P></P>7 B# T0 \! D- j) P
(5)自制放大器所需的稳压电源。<P> </P></P>( k' d: ?( P) ~
2、发挥部分<P> </P></B></P>- Q) I) A4 @% X7 S9 p1 m1 j+ M0 t
(1)最大输出电压有效值≥6V。<P> </P></P>
; H2 P1 q9 }1 l3 K% b8 v6 i$ |(2)最大增益≥58dB (3dB通频带10kHz~6MHz,在20kHz~5MHz频带内增益起伏≤1dB),增益调节范围10dB~58dB(增益值9级可调,步进间隔6dB,增益预置值与实测值误差的绝对值≤2dB),需显示预置增益值。<P> </P></P>& g/ V3 X0 e( _( k+ D
(3)增加自动增益控制(AGC)功能,AGC范围≥20dB,在AGC稳定范围内输出电压有效值应稳定在 4.5V≤V</I>o≤5.5V内(详见说明4)。<P> </P></P>6 Z" m3 P" u3 ]+ @
(4)输出噪声电压峰-峰值V</I>oN ≤0.5V。<P> </P></P>+ n$ C+ l! K g. c$ t0 d
(5)进一步扩展通频带、提高增益、提高输出电压幅度、扩大AGC范围、减小增益调节步进间隔。<P> </P></P>! X/ ~2 e5 R6 K9 l8 V0 N. n$ e. l6 N
(6)其它。<P> </P></P>
$ y4 x( R- B1 M7 l |. v6 C9 }8 t! i* c<P>三、评分标准<P> </P></P>
) Y0 p) \" k( }6 ^; V" n! [
1 `$ s1 h C+ k$ f<P> <P> </P></P>项目<P> </P></P>满分<P> </P></P>基本要求<P> </P></P>
/ i: _0 y0 H3 |' R/ ?& \# Z$ {<P>设计与总结报告:方案比较、设计与论证,理论分析与计算,电路图及有关设计文件,测试方法与仪器,测试数据及测试结果分析。<P> </P></P>50<P> </P></P>
J2 I6 V; H# D" l- W& ~<P>实际完成情况<P> </P></P>50<P> </P></P>发挥部分<P> </P></P>
6 j3 F+ N% H1 D! Y. f<P>完成第(1)项<P> </P></P>10<P> </P></P>
' M' P, q1 s/ w<P>完成第(2)项<P> </P></P>12<P> </P></P>
0 z2 [- q) g; f) `, v/ z: C<P>完成第(3)项<P> </P></P>7<P> </P></P>6 g0 ^, Q: { F
<P>完成第(4)项<P> </P></P>2<P> </P></P>; B, b6 q3 v0 w
<P>完成第(5)项<P> </P></P>16<P> </P></P>6 j: h5 s& m) J) n
<P>其它<P> </P></P>3<P> </P></P>四、说明<P> </P></P>5 S( A0 e$ ?' M/ s5 j
1、基本要求部分第(3)项和发挥部分第(2)项的增益步进级数对照表如下:</P>$ y! b& B$ ]* J. L! o5 M$ C$ ]7 q, _
9 G9 K7 A, c* Z- a<P>增益步进级数<P> </P></P>1<P> </P></P>2<P> </P></P>3<P> </P></P>4<P> </P></P>5<P> </P></P>6<P> </P></P>7<P> </P></P>8<P> </P></P>9<P> </P></P>) j" v3 y% p) e- A) l: h
<P>预置增益值(dB)<P> </P></P>10<P> </P></P>16<P> </P></P>22<P> </P></P>28<P> </P></P>34<P> </P></P>40<P> </P></P>46<P> </P></P>52<P> </P></P>58<P> </P></P>2、发挥部分第(4)项的测试条件为:输入交流短路,增益为58dB。<P> </P></P>
) g! n/ m4 ]4 X7 Q( p' W. D3 [3、宽带放大器幅频特性测试框图如下图所示:<P> </P></P>
( n# S1 X+ x8 M$ v4 B</P>
y: s6 u: h- v5 J <P> </P>
+ T; {6 d" s F M3 A! b4、AGC电路常用在接收机的中频或视频放大器中,其作用是当输入信号较强时,使放大器增益自动降低;当信号较弱时,又使其增益自动增高,从而保证在AGC作用范围内输出电压的均匀性,故AGC电路实质是一个负反馈电路。<P> </P></P>
+ o) ]/ E# w4 m3 o! \. `5 g( u6 Q1 P发挥部分第(4)项中涉及到的AGC功能的放大器的折线化传输特性示意图如下所示;本题定义:AGC范围= (dB);要求输出电压有效值稳定在4.5V≤V</I>o≤5.5V范围内,即V</I>oL≥4.5V、V</I>oH≤5.5V。<P> </P></P>: R+ [, { }1 {( _
<P></P> </P>& n* F+ U7 ? c u$ @9 y
<P> </P></P>
8 H0 N( b3 I3 |2 \低频数字式相位测量仪(C题)<P> </P></P>5 b$ F& u$ j9 P3 q
<P>一、任务<P> </P></P>设计并制作一个低频相位测量系统,包括相位测量仪、数字式移相信号发生器和移相网络三部分,示意图如下:
6 Q/ H! A, Z2 b8 \<P> 二、要求<P> </P></P>
1 q0 F: y9 V: [' L1、基本要求<P> </P></B></P>
; G* ?! O3 \+ n, T" e" f(1)设计并制作一个相位测量仪(参见图1)<P> </P></P># B6 m% v0 o+ \( ]' t
a.频率范围:20Hz~20kHz。<P> </P></P>
I$ x4 |$ t( B7 @3 b, i& b7 K' ?b.相位测量仪的输入阻抗≥100k 。<P> </P></P>3 A) h9 U0 o8 b+ r3 Z, ?. W
c.允许两路输入正弦信号峰-峰值可分别在1V~5V范围内变化。<P> </P></P>
* k% z P# b& Fd.相位测量绝对误差≤2°。<P> </P></P>
, p# R& s7 x0 V; z% @e.具有频率测量及数字显示功能。<P> </P></P>8 x; W: n8 s4 T7 D* F
f. 相位差数字显示:相位读数为0o~359.9o,分辨力为0.1°。<P> </P></P>
4 ^/ ^. u& v* q7 V! {(2)参考图2制作一个移相网络<P> </P></P>& C6 w& G3 ^# y' U: c" y, \
a.输入信号频率:100Hz、1kHz、10kHz。<P> </P></P>
+ A" B1 Z$ S \- |b.连续相移范围:-45°~+45°。<P> </P></P>
$ Q8 Y; J) }; R1 f9 M' Dc.A'、B'输出的正弦信号峰-峰值可分别在0.3V~5V范围内变化。<P> </P></P>& [1 r" s2 R9 W$ P A0 Y
2.发挥部分<P> </P></B></P># J. C" S/ }% S; y
(1)设计并制作一个数字式移相信号发生器(图3),用以产生相位测量仪所需的输入正弦信号,要求:<P> </P></P>5 p' W! }% q7 s' w' W) Z
a.频率范围:20Hz~20kHz,频率步进为20Hz,输出频率可预置。<P> </P></P>
/ G2 {5 _- y9 ~$ |: t0 N+ jb.A、B输出的正弦信号峰-峰值可分别在0.3V~5V范围内变化。<P> </P></P>4 l8 x2 f' c( ]! q* H
c.相位差范围为0~359°,相位差步进为1°,相位差值可预置。<P> </P></P>
/ \: c3 {* H% A2 B& s. td.数字显示预置的频率、相位差值。<P> </P></P>5 D# d# U9 W- X# Q, L4 s
(2)在保持相位测量仪测量误差和频率范围不变的条件下,扩展相位测量仪输入正弦电压峰-峰值至0.3V~5V范围。<P> </P></P>/ g, r' W \6 ]' b: P
(3)用数字移相信号发生器校验相位测量仪,自选几个频点、相位差值和不同幅度进行校验。<P> </P></P>9 x) Z% F' ?9 Z; t0 t+ R1 n Q" A1 q' _
(4)其它。<P> </P></P>
0 ~9 e E. a0 d; l: U三、评分标准<P> </P></P>
9 I5 ~8 {9 W$ P
- s- _) a$ v; ]" D0 n8 U4 X<P> <P> </P></P>项 目<P> </P></P>满分<P> </P></P>基本要求<P> </P></P>
, _/ O1 P1 o1 v' n6 d<P>设计与总结报告:方案比较、设计与论证,理论分析与计算,电路图及有关设计文件,测试方法与仪器,测试数据及测试结果分析。<P> </P></P>50<P> </P></P>
' c8 ~! M& Z1 H. n* ~4 C<P>实际制作完成情况<P> </P></P>50<P> </P></P>发挥部分<P> </P></P>
# Q" [* w5 r' N4 s1 x- F<P>完成第(1)项<P> </P></P>22<P> </P></P>
; z: h, S- S2 \! x<P>完成第(2)项<P> </P></P>6<P> </P></P>
) i N6 ^$ |, @2 {* c<P>完成第(3)项<P> </P></P>12<P> </P></P>6 Y2 W$ @- D' _
<P>其它<P> </P></P>10<P> </P></P>四、说明<P> </P></P>; I }- V, v9 J; b9 q0 x3 e
1、移相网络的器件和元件参数自行选择,也可以自行设计不同于图2的移相网络。<P> </P></P>5 ]8 U" U) G2 p
2、基本要求(2)项中,当输入信号频率不同时,允许切换移相网络中的元件。<P> </P></P>
: y' A1 w3 K% I4 e. B& c3、相位测量仪和数字移相信号发生器互相独立,不允许共用控制与显示电路。<P> </P></P>2 ?/ @1 ?" r5 A* \% h
</P>
& p$ `5 J# v/ _/ _4 R( x第六届(2003年)全国大学生电子设计竞赛题目(D题、E题、F题)</P></P> |
zan
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