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第六届(2003年)全国大学生电子设计竞赛题目</P>
4 i" }6 v V7 I% O8 i2 z: z电压控制LC振荡器(A题)< > </P></P># Y5 Y' N% E x3 Y2 q
< >一、任务< > </P></P>
r. b: S1 X" O: K设计并制作一个电压控制LC振荡器。< > </P></P>
# y) v) o6 T5 `2 S& F< >二、要求< > </P></P># y$ b. H; {; ~# e% Y7 e
1、基本要求< > </P></B></P>) a1 Q9 t' K1 q2 ^" S# L
(1)振荡器输出为正弦波,波形无明显失真。< > </P></P>$ t$ ~( \. d/ ]6 i
(2)输出频率范围:15MHz~35MHz。< > </P></P>+ r# }# n! T% e" i5 ?
(3)输出频率稳定度:优于10-3。< > </P></P>: e3 _6 e( Y* Q2 p$ Z
(4)输出电压峰-峰值:V</I>p-p=1V±0.1V。< > </P></P>, C/ f4 q5 G+ a7 D, X$ {
(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>
. k0 c: C+ L6 z7 r(6)可实现输出频率步进,步进间隔为1MHz±100kHz。< > </P></P>9 W L6 ?7 `! E% U
2、发挥部分< > </P></B></P>) }, e7 h: g' j* M& e t4 j# P! y
(1)进一步扩大输出频率范围。< > </P></P>
9 z; v5 F. C. ?2 G(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>& n# i8 P4 x1 O, P
(3)实时测量并显示振荡器的输出频率。< > </P></P>
3 Z7 d' B4 S" ?. W(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>
$ C9 e4 e( k3 V |: U(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>! r! k& J2 T9 R% l
(6)其它。< > </P></P>
% \5 Q0 x0 B, ~! }! T' ]) d6 I三、评分标准</P>% ^/ j4 p+ C% |
< > </P></P>$ ] i/ ^* y3 B7 _4 E1 V9 O
< > </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>
3 z+ P$ V2 D3 p6 u1 F! d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。
' i: Y3 ^1 s( x) r$ G: R' C3 E7 b宽带放大器(B题)<P> </P></P>, h0 i# B& `. K$ O# \. [
一、任务<P> </P></P>0 n8 b. z/ w$ v0 `! `
设计并制作一个宽带放大器。<P> </P></P>
% W: |3 M5 Z5 z5 b5 n9 B `<P>二、要求<P> </P></P>
( t( b0 b/ F- i! A3 ]1、基本要求<P> </P></B></P>
! n, D, ^6 W( F& `& h(1)输入阻抗≥1kΩ;单端输入,单端输出;放大器负载电阻 。<P> </P></P>' r5 [9 M, q. X T" m0 v& k5 P! {
(2)3dB通频带10kHz~6MHz,在20kHz~5MHz频带内增益起伏≤1dB。<P> </P></P>
7 n3 M0 [! p: }% B& b9 v, 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>" z) w& W- X5 G( k7 E" Z1 F
(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 @1 C0 I: @0 _& T* w4 R; p(5)自制放大器所需的稳压电源。<P> </P></P>. D+ g, ~- B" r) P
2、发挥部分<P> </P></B></P>9 b+ O( F# p2 e. Q
(1)最大输出电压有效值≥6V。<P> </P></P>: G |7 _4 x6 O# E! M5 P: i: H
(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>
& A5 B4 d( Y, f& V0 t3 ` ~8 S(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>
& y6 ?# V0 m: C" J(4)输出噪声电压峰-峰值V</I>oN ≤0.5V。<P> </P></P>" M: n/ j# s# V7 G% I$ y. H3 p- j
(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>& w9 C) T$ }# e0 k% ]
(6)其它。<P> </P></P>
' b7 h+ v/ X- l* S3 L<P>三、评分标准<P> </P></P>' z. N! K: h1 W
1 M v) I! n. J( @+ B0 E<P> <P> </P></P>项目<P> </P></P>满分<P> </P></P>基本要求<P> </P></P># @3 p3 ?/ @: {5 b
<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' `/ `& \, {1 e
<P>实际完成情况<P> </P></P>50<P> </P></P>发挥部分<P> </P></P>/ p* W6 E/ S: S8 p4 T) k
<P>完成第(1)项<P> </P></P>10<P> </P></P>% T6 x4 K3 t8 [" V, b/ C
<P>完成第(2)项<P> </P></P>12<P> </P></P>9 ^- O$ r! n0 [/ t# H
<P>完成第(3)项<P> </P></P>7<P> </P></P>) B' n* l7 @! o3 [4 O1 Z
<P>完成第(4)项<P> </P></P>2<P> </P></P>
; f- |. t# T9 n" S! F4 J# v0 X<P>完成第(5)项<P> </P></P>16<P> </P></P>' ]! N! q& b+ K! U
<P>其它<P> </P></P>3<P> </P></P>四、说明<P> </P></P>
. z+ I9 T/ B7 o2 Y! ~, y. N1、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>* A& F# U9 y* }
1 g: t: {+ y0 M" }0 `1 T- h' d<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>
3 S* @" R) \8 P0 w" Q6 ~<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>
$ I/ t& t4 Y% u) U& N3、宽带放大器幅频特性测试框图如下图所示:<P> </P></P>
R |5 e3 g! z# m# \3 m6 X</P>. g- X! y- f! V* k2 Y8 k+ J; B
<P> </P>
7 n2 y: V, _3 y$ b# I4 M. F7 c4、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>
# I) X( @3 X f7 f( u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>' S% p; {- X R, l- X5 w# k
<P></P> </P>
7 Z$ l& T0 l' l- p- c <P> </P></P>
( r7 I. v* j3 [! v低频数字式相位测量仪(C题)<P> </P></P>. O% u: ^+ o) u1 o0 m
<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: 3 R, _8 R0 K( q! H
<P> 二、要求<P> </P></P>
% x3 f) s+ t( m1、基本要求<P> </P></B></P>
0 C; `' @( P& D- p9 G" u(1)设计并制作一个相位测量仪(参见图1)<P> </P></P>$ a; W/ A, C: K9 G$ W$ A+ s
a.频率范围:20Hz~20kHz。<P> </P></P># O3 k# a3 o+ S4 V" }' r2 q# x
b.相位测量仪的输入阻抗≥100k 。<P> </P></P>! @8 D0 M) v) J o& D% G! Y" ^
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>7 F# p8 b$ `: x# T
d.相位测量绝对误差≤2°。<P> </P></P>3 h7 D( c5 h9 i, [% f
e.具有频率测量及数字显示功能。<P> </P></P>' {& W, \9 W9 d: S. u( ?- X
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>
g8 t0 ~4 r" S" w(2)参考图2制作一个移相网络<P> </P></P>" U, B6 L5 `, J# l7 f5 x, O F
a.输入信号频率:100Hz、1kHz、10kHz。<P> </P></P>
2 x/ T- H5 ?' p% G; O; ]8 sb.连续相移范围:-45°~+45°。<P> </P></P>
Y: p! n6 @: T+ Y" f, 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>+ S' f8 @ A8 ~- @; g/ K. e
2.发挥部分<P> </P></B></P>
! ]/ ~6 o- d% o5 v( u# 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>
7 p8 N% @7 z8 ?: g9 _3 B' G" H; d- Sa.频率范围:20Hz~20kHz,频率步进为20Hz,输出频率可预置。<P> </P></P>
2 ~2 ^( y* i b! [b.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>
+ z+ x$ a' C$ K8 F( Dc.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>
8 x, \# `) Z7 Ld.数字显示预置的频率、相位差值。<P> </P></P>
; O2 F) R3 Y" d* H M1 p(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>! ~% ?/ m$ @3 N
(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 D. _- b K: F, w) w
(4)其它。<P> </P></P>
0 e+ Z! V. \: G( u. c三、评分标准<P> </P></P>
: n1 k# y& D K8 V( z% Z( I2 }
1 h( E: g; ]# ^# p: _: p5 @# ]& o<P> <P> </P></P>项 目<P> </P></P>满分<P> </P></P>基本要求<P> </P></P>
. r7 a) X3 k8 Z" {. u<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>
) @6 M4 L" Z1 i; p3 N- p4 U% j0 E<P>实际制作完成情况<P> </P></P>50<P> </P></P>发挥部分<P> </P></P>
! v0 P T/ B1 @' R) ^1 M% N: l<P>完成第(1)项<P> </P></P>22<P> </P></P>
e9 m% a2 _1 l1 _3 m( B<P>完成第(2)项<P> </P></P>6<P> </P></P>
5 j8 k! Z- X4 v b6 v<P>完成第(3)项<P> </P></P>12<P> </P></P>
6 ~- U% G; V3 b<P>其它<P> </P></P>10<P> </P></P>四、说明<P> </P></P>1 _9 k; n0 N0 m# j
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>
Y5 C0 ]# q9 {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>9 r* R0 Z. s' b) i( K
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>
% E6 [( i+ w8 A; a' T </P>: u. x7 E" k5 g% p3 ~; d
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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