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第六届(2003年)全国大学生电子设计竞赛题目</P>; B5 i5 S, u) C+ c
电压控制LC振荡器(A题)< > </P></P>1 W6 ~/ U+ r) @5 `
< >一、任务< > </P></P>
+ M; A, y G' L( Y+ q7 }设计并制作一个电压控制LC振荡器。< > </P></P>- D8 E2 ]! [3 e( {
< >二、要求< > </P></P>9 Q- R8 `8 _# }7 f# A0 S& G
1、基本要求< > </P></B></P>
6 o5 Y/ P3 N. N2 _3 @(1)振荡器输出为正弦波,波形无明显失真。< > </P></P>; X' }. f! g( D- R
(2)输出频率范围:15MHz~35MHz。< > </P></P>
6 C" B$ e5 [% k0 D0 e; X: w(3)输出频率稳定度:优于10-3。< > </P></P>
. S8 g$ @# c6 J! E% B(4)输出电压峰-峰值:V</I>p-p=1V±0.1V。< > </P></P>7 W8 R! s( j6 D) b/ G e
(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>0 M- s9 P: t! K7 ~6 k+ R8 E6 P8 P
(6)可实现输出频率步进,步进间隔为1MHz±100kHz。< > </P></P>
3 T1 }( Q8 V' r8 l: S; P0 ?2、发挥部分< > </P></B></P>0 y8 o( \+ s0 T
(1)进一步扩大输出频率范围。< > </P></P>
2 E" g- B7 E3 ](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># A& I& D0 X, c7 _7 a5 g
(3)实时测量并显示振荡器的输出频率。< > </P></P>( ~: F6 v+ f0 D, C$ [
(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>5 W* L. l) N# b, N
(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>1 T! Z1 M: ]4 p% I6 I1 Y; o
(6)其它。< > </P></P>7 u' R: F6 H [3 N7 P3 }
三、评分标准</P>
& y: D, m9 ]2 L4 a, P W2 K < > </P></P>
# e4 w# U4 K5 Y8 E' m! e < > </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>, J5 x; K; H3 d( Y7 }6 }" S' C% s
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。
% [& H- ?" F( C/ u宽带放大器(B题)<P> </P></P>
% E( [4 Z g; h3 t V( h% ]3 E$ w一、任务<P> </P></P>/ @# U, m! Z5 a" K, e9 [8 f
设计并制作一个宽带放大器。<P> </P></P>
5 v. d# L* I: b<P>二、要求<P> </P></P># { t' t3 k# z4 E! A/ t
1、基本要求<P> </P></B></P>/ J) J9 @* h. F+ O
(1)输入阻抗≥1kΩ;单端输入,单端输出;放大器负载电阻 。<P> </P></P>
7 k9 V, h+ p% D# p, ^5 {(2)3dB通频带10kHz~6MHz,在20kHz~5MHz频带内增益起伏≤1dB。<P> </P></P>& H4 D4 w) U4 C9 J$ o- {
(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>
0 w g6 M- N6 G Q1 u+ Q4 u(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>4 U' w# [# S2 G% L/ f( T+ k0 T
(5)自制放大器所需的稳压电源。<P> </P></P>
4 n, x& d `3 l* x: [2、发挥部分<P> </P></B></P>! d& T. t, n% m3 @
(1)最大输出电压有效值≥6V。<P> </P></P>% B) H+ I. N6 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>; ^6 t! E& t6 n. A
(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>
8 Y9 K' L. `& M; y1 k1 V9 G(4)输出噪声电压峰-峰值V</I>oN ≤0.5V。<P> </P></P>' a1 \/ ?0 L. T0 f' l% j u# {/ L
(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>
; H. h2 h" M& D7 D0 q& g(6)其它。<P> </P></P>. |1 ]5 j2 ^7 g7 Z/ ?
<P>三、评分标准<P> </P></P>
7 n) ?- o, {! s: y) w7 }" o6 \: N
# a8 Q) T$ c4 q3 l( d& h( r<P> <P> </P></P>项目<P> </P></P>满分<P> </P></P>基本要求<P> </P></P>. p! W, q/ x' E& h5 k
<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>
+ q( y& @/ |; @ [1 f1 K& f4 D<P>实际完成情况<P> </P></P>50<P> </P></P>发挥部分<P> </P></P>
4 l2 y5 r; Z& j) d7 w# t* b6 {<P>完成第(1)项<P> </P></P>10<P> </P></P>3 J* m7 r, R" p/ K
<P>完成第(2)项<P> </P></P>12<P> </P></P>! x$ Q7 K) C, |. K8 g
<P>完成第(3)项<P> </P></P>7<P> </P></P>
4 j1 U ~) b: x G4 s" \8 A# @1 u [<P>完成第(4)项<P> </P></P>2<P> </P></P>
+ Q$ d7 e3 `* Q0 ?5 Y) I# g8 ~' @, W<P>完成第(5)项<P> </P></P>16<P> </P></P>+ x, b( G) W/ b3 I
<P>其它<P> </P></P>3<P> </P></P>四、说明<P> </P></P>
/ K. K* C6 g: c0 M1、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>& w+ b1 i, f, p& ?
: u- p& y0 D; u# t" L! ~- _# j
<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>
$ C, B- T2 ]9 l<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>% f( J- A* L8 q( _+ ?
3、宽带放大器幅频特性测试框图如下图所示:<P> </P></P>2 b3 I% R" L; ~0 u0 \" q! @# t
</P>4 E) S. n# T. F; O3 j- E d
<P> </P>% D3 ~ ~8 m6 O7 k& G! ^8 q6 b
4、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>
% v) a! o. ?2 S7 `. i' }, o% K m3 D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>
) n& @4 S+ F+ q: U& y<P></P> </P>9 r' f1 p3 k/ w4 t3 B& l. D+ B$ B! M
<P> </P></P>+ v1 }1 T7 {# y/ N% ]9 w
低频数字式相位测量仪(C题)<P> </P></P>! ?- C% J4 N) t
<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:
( `) |- u* f' X8 T; n3 r6 e T<P> 二、要求<P> </P></P>8 c2 S4 j8 t6 v3 m
1、基本要求<P> </P></B></P>& N( ~: q/ N) d+ r
(1)设计并制作一个相位测量仪(参见图1)<P> </P></P>
7 m5 ^! L8 }+ ^% Y1 ja.频率范围:20Hz~20kHz。<P> </P></P>
+ x- X' h$ L9 ~* i2 p# Eb.相位测量仪的输入阻抗≥100k 。<P> </P></P>
2 r+ }; p) N* ?% r, lc.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>3 X: ]$ N6 D q, o; I
d.相位测量绝对误差≤2°。<P> </P></P>
N6 j! R$ s2 O- oe.具有频率测量及数字显示功能。<P> </P></P>- i E/ z5 k) a& ?: r
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>, }$ F: A$ ` J# y; ^; f$ I' K
(2)参考图2制作一个移相网络<P> </P></P>) }5 p9 E+ \* J! a, Q
a.输入信号频率:100Hz、1kHz、10kHz。<P> </P></P>9 J& r. u: M2 ^7 a3 P7 N
b.连续相移范围:-45°~+45°。<P> </P></P>" e9 d, s2 Z6 h- E2 W! @& n( l
c.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>
i% I# `$ y/ V( N( u0 d. e ~ d2.发挥部分<P> </P></B></P>( V* m3 t# \% A$ A* ^7 }6 ]) N2 M
(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>
7 ^' R6 _; R5 m0 b2 a" oa.频率范围:20Hz~20kHz,频率步进为20Hz,输出频率可预置。<P> </P></P>
5 b1 g% U, I/ J1 N1 _, Ub.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>+ W3 b; K: }! v: x
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>' e; j. ]3 }5 x% }
d.数字显示预置的频率、相位差值。<P> </P></P># `7 b1 G; J$ t! L, H
(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>, }% W8 e2 {7 K$ R
(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>2 E) x. S1 Q% }9 i1 h( b' ^ d
(4)其它。<P> </P></P>7 x/ A# a6 J& K4 j5 y4 ~& n
三、评分标准<P> </P></P>
; d2 g6 V1 O" {* ?6 E1 @/ _& M# `0 e
<P> <P> </P></P>项 目<P> </P></P>满分<P> </P></P>基本要求<P> </P></P>1 U( n7 v; r9 J: Y Y" B) y: |
<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>: H: s! t7 ^3 x! Y' ]7 T
<P>实际制作完成情况<P> </P></P>50<P> </P></P>发挥部分<P> </P></P>
+ ^! Q. j4 D; H& D<P>完成第(1)项<P> </P></P>22<P> </P></P># x3 W% m, l$ r( V
<P>完成第(2)项<P> </P></P>6<P> </P></P>6 Z6 _% J! q0 H1 B
<P>完成第(3)项<P> </P></P>12<P> </P></P>
2 Y2 x' E4 T7 s+ |! W8 l<P>其它<P> </P></P>10<P> </P></P>四、说明<P> </P></P>2 m) L4 N6 l# G4 N
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>
7 W8 h! ~# G8 ?3 _ n! X0 f2、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>% c5 F) {4 Q/ ?0 \$ b
3、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>0 j8 v! l' g. r! w
</P>
0 o; X+ S$ U. t/ `7 f) }* r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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