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第六届(2003年)全国大学生电子设计竞赛题目</P>
7 P. \( M& S* ~1 \) w电压控制LC振荡器(A题)<> </P></P>
% z' ? }/ F( `" L/ C* F. ]' r<>一、任务<> </P></P>
# j* K( \8 G1 x- Z: |% ^- Q设计并制作一个电压控制LC振荡器。<> </P></P>
0 T: o' t/ Y9 `3 Y; J<>二、要求<> </P></P>4 {2 V2 J6 o1 G$ J
1、基本要求<> </P></B></P>1 V, a5 f; y, ~* w
(1)振荡器输出为正弦波,波形无明显失真。<> </P></P>2 u5 f& A. ?5 b! d& C( M
(2)输出频率范围:15MHz~35MHz。<> </P></P>
9 ]" H1 l/ A( S( C3 S(3)输出频率稳定度:优于10-3。<> </P></P>
Q( M% [# i! K$ G; S R(4)输出电压峰-峰值:V</I>p-p=1V±0.1V。<> </P></P>4 T9 {- H9 C1 _) s5 ~% s: W
(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>
& ?4 i+ z# y3 D7 E/ X(6)可实现输出频率步进,步进间隔为1MHz±100kHz。<> </P></P>/ v- C5 }9 _8 b4 t' m
2、发挥部分<> </P></B></P>/ M6 n1 V, q/ m
(1)进一步扩大输出频率范围。<> </P></P>1 P1 ^4 L+ M# D) j+ X
(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> J: o" v( ]4 V: J+ b# x* }& q
(3)实时测量并显示振荡器的输出频率。<> </P></P>; g/ D5 I; K) [0 @
(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 E4 o! u [: }- X. @- X
(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>
9 ]! ]+ e+ Q2 ]) Y8 H(6)其它。<> </P></P>9 |1 H; ~+ d' o, H8 W8 h
三、评分标准</P>
5 b8 u/ J g2 D2 d: I9 Q# L+ y <> </P></P>% \; a# E% u# H
<> </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>" }4 O3 g0 c, K6 b8 b. f
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。 % }' T2 l5 M2 A
宽带放大器(B题)<P> </P></P>
! B q' r U$ V! b" B' d一、任务<P> </P></P>+ A" E, _8 P0 L" B# N$ }9 O& o
设计并制作一个宽带放大器。<P> </P></P>
# l, T# ~' n, R: z0 w<P>二、要求<P> </P></P> I, ~; ?1 O% ~& v
1、基本要求<P> </P></B></P>/ K) |! q3 z3 O3 B
(1)输入阻抗≥1kΩ;单端输入,单端输出;放大器负载电阻 。<P> </P></P>
# x# ^+ k5 U! W [% K" _) a(2)3dB通频带10kHz~6MHz,在20kHz~5MHz频带内增益起伏≤1dB。<P> </P></P>: x- R: f! y4 y/ 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>8 N9 W$ Y& {: ?( k8 I5 \
(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>( M6 ?$ C: W- \% J0 c' h
(5)自制放大器所需的稳压电源。<P> </P></P>. a. A) {( p9 W9 p5 n- i' o3 {* _# w, D
2、发挥部分<P> </P></B></P>
0 F" E7 d4 r# O" D$ H; C1 i8 X(1)最大输出电压有效值≥6V。<P> </P></P>
/ W2 D8 B. N/ e; v( G2 D9 S(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>7 ?" J7 p& w' y! U
(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>* B' L/ `$ p) ^# u
(4)输出噪声电压峰-峰值V</I>oN ≤0.5V。<P> </P></P>% f' u/ x- b3 e$ J7 b7 h6 `
(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>% A' f Z/ O% g- B9 Q( p
(6)其它。<P> </P></P>
- s8 @8 }* N$ A2 `9 K/ l* a<P>三、评分标准<P> </P></P>7 ?- t. s7 M$ g3 O
9 P3 y. f* L7 I: I8 K3 P. |' a
<P> <P> </P></P>项目<P> </P></P>满分<P> </P></P>基本要求<P> </P></P>
: O& H" @- ]( v4 i( w& a. v) ]<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>
4 t6 D$ N1 s ]1 e9 Y8 r<P>实际完成情况<P> </P></P>50<P> </P></P>发挥部分<P> </P></P>
H7 v0 ^4 P1 f3 g( p<P>完成第(1)项<P> </P></P>10<P> </P></P>
, u0 S+ v* J, P+ X3 k7 U<P>完成第(2)项<P> </P></P>12<P> </P></P>4 w# m1 H: {8 l! [+ ?" i$ E
<P>完成第(3)项<P> </P></P>7<P> </P></P>' e* s% Z6 e; q$ h. P; b8 l0 F
<P>完成第(4)项<P> </P></P>2<P> </P></P>. j4 L p' S$ y. X- B a I+ v
<P>完成第(5)项<P> </P></P>16<P> </P></P>5 Q) n; ]6 b7 c5 s9 R
<P>其它<P> </P></P>3<P> </P></P>四、说明<P> </P></P>+ `5 y& d m# O2 a0 {( X! }
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># M4 v! a: v: Z2 f
# j7 }& Y- V7 _<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>
; Z# B* @2 z2 j5 p9 S7 I2 K<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>- Q5 D! s9 T1 g3 i4 D$ c, }/ N) y3 D
3、宽带放大器幅频特性测试框图如下图所示:<P> </P></P>
" b- n9 Y; w( B/ g</P>' g! `* s8 [! i& ?% |: ~
<P> </P>3 Y' f8 B: M j2 Q8 ?- y6 Q
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>' ^1 _& W' G# K( U, S+ T, k' o! y
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># v! S/ x5 I+ P W/ y5 S
<P></P> </P>
; m6 K" g9 m2 r' k+ a7 `. [ <P> </P></P>
0 [! r( r4 p0 c& m$ R; c4 J低频数字式相位测量仪(C题)<P> </P></P>7 x( ?# `; j# B" e6 a
<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: $ S5 G( C1 Z2 h# @$ D# t/ h
<P> 二、要求<P> </P></P>/ b ^* O# J7 A' a
1、基本要求<P> </P></B></P>
1 _' q2 k) C2 ~9 }; j" j+ {(1)设计并制作一个相位测量仪(参见图1)<P> </P></P>$ `/ l+ t7 }- a$ k+ i5 ]
a.频率范围:20Hz~20kHz。<P> </P></P>" O+ O5 M/ H j4 l
b.相位测量仪的输入阻抗≥100k 。<P> </P></P>
, ^3 r/ m0 c" X6 F' V8 k" E9 ] e" dc.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>( Z9 j' h1 [" D. ?: q
d.相位测量绝对误差≤2°。<P> </P></P>
' C) ?& p/ W E9 \- Ve.具有频率测量及数字显示功能。<P> </P></P>2 Y! I4 G* M g# p
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>
! p: e% W4 o) z; g! U) w8 E(2)参考图2制作一个移相网络<P> </P></P>9 S2 n7 \6 G/ ]
a.输入信号频率:100Hz、1kHz、10kHz。<P> </P></P>1 s, K1 f2 v5 E! ]
b.连续相移范围:-45°~+45°。<P> </P></P>
7 n' v3 Y0 e# `8 C) k( T0 ?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>" N' @/ g2 ~+ g3 W9 p( f( r8 a
2.发挥部分<P> </P></B></P>; {0 e3 q( v. X, j
(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>
# F2 M4 q B6 ^) h! G/ ha.频率范围:20Hz~20kHz,频率步进为20Hz,输出频率可预置。<P> </P></P>. E; X4 x/ s% r$ d
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>
& ]. a) W) p$ O% y9 Y) Wc.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>% E6 a) b( l# F/ W' r! C$ T
d.数字显示预置的频率、相位差值。<P> </P></P>, r" g P- Y# x
(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>0 s; b% v5 G0 u# _
(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# W/ }3 N" V, y7 p* B) U(4)其它。<P> </P></P>/ }3 W T/ m+ A; q, I) o
三、评分标准<P> </P></P>: h; w/ V/ R# p4 X) g$ B
0 m3 O. T0 Y4 p% l [
<P> <P> </P></P>项 目<P> </P></P>满分<P> </P></P>基本要求<P> </P></P>
" L& y6 X# @% C1 v" N* o<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>
3 d( E6 e. w3 D+ @4 b<P>实际制作完成情况<P> </P></P>50<P> </P></P>发挥部分<P> </P></P>2 V, U$ V b7 X/ h
<P>完成第(1)项<P> </P></P>22<P> </P></P>& z L/ ]9 m- D6 X6 a8 {) I
<P>完成第(2)项<P> </P></P>6<P> </P></P>$ [& E, s5 Q( }- A# B, O3 w5 ]
<P>完成第(3)项<P> </P></P>12<P> </P></P>
) I V$ E, s* P$ O/ i. z0 }. o<P>其它<P> </P></P>10<P> </P></P>四、说明<P> </P></P>
% O4 q5 q' k# n7 p, U) o1、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>
4 `! ]2 Q2 x7 j5 w; y$ @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>
/ G1 W9 J' b# S& I3、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>% j7 h- y6 ?# S, ~7 n
</P>: A. M0 j1 A9 [8 }' A
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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