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第六届:题目-设计并制作一个电压控制LC振荡器。

作者:海南省电子设计大赛 发布时间:[2014-06-30 08:06:31] 浏览次数:3626
第六届
文章日期:2007-08-13 14:34:16    文章点击率:49286
第六届(2003年)全国大学生电子设计竞赛题目
电压控制LC振荡器(A题)
一、任务
设计并制作一个电压控制LC振荡器。
二、要求
1、基本要求
(1)振荡器输出为正弦波,波形无明显失真。
(2)输出频率范围:15MHz~35MHz。
(3)输出频率稳定度:优于10-3
(4)输出电压峰-峰值:Vp-p=1V±0.1V。
(5)实时测量并显示振荡器输出电压峰-峰值,精度优于10%。
(6)可实现输出频率步进,步进间隔为1MHz±100kHz。
2、发挥部分
(1)进一步扩大输出频率范围。
(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。
(3)实时测量并显示振荡器的输出频率。
(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=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。
(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。
(6)其它。
三、评分标准
项 目
满分
基本要求
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。
50
实际制作完成情况
50
发挥部分
完成第(1)项
5
完成第(2)项
15
完成第(3)项
5
完成第(4)项
10
完成第(5)项
10
其它
5
四、说明
1、需留出末级功率放大器电源电流IC0(或ID0)的测量端,用于测试功率放大器的效率。
宽带放大器(B题)
一、任务
设计并制作一个宽带放大器。
二、要求
1、基本要求
(1)输入阻抗≥1kΩ;单端输入,单端输出;放大器负载电阻  。
(2)3dB通频带10kHz~6MHz,在20kHz~5MHz频带内增益起伏≤1dB。
(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。
(4)最大输出电压有效值≥3V,数字显示输出正弦电压有效值。
(5)自制放大器所需的稳压电源。
2、发挥部分
(1)最大输出电压有效值≥6V。
(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。
(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≤Vo≤5.5V内(详见说明4)。
(4)输出噪声电压峰-峰值VoN ≤0.5V。
(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。
(6)其它。
三、评分标准
项目
满分
基本要求
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。
50
实际完成情况
50
发挥部分
完成第(1)项
10
完成第(2)项
12
完成第(3)项
7
完成第(4)项
2
完成第(5)项
16
其它
3
四、说明
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:
增益步进级数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
预置增益值(dB)
10
16
22
28
34
40
46
52
58
2、发挥部分第(4)项的测试条件为:输入交流短路,增益为58dB。
3、宽带放大器幅频特性测试框图如下图所示:
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。
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≤Vo≤5.5V范围内,即VoL≥4.5V、VoH≤5.5V。
低频数字式相位测量仪(C题)
一、任务
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:
 
二、要求
1、基本要求
(1)设计并制作一个相位测量仪(参见图1)
a.频率范围:20Hz~20kHz。
b.相位测量仪的输入阻抗≥100k  。
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。
d.相位测量绝对误差≤2°。
e.具有频率测量及数字显示功能。
f. 相位差数字显示:相位读数为0o~359.9o,分辨力为0.1°。
(2)参考图2制作一个移相网络
a.输入信号频率:100Hz、1kHz、10kHz。
b.连续相移范围:-45°~+45°。
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。
2.发挥部分
(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:
a.频率范围:20Hz~20kHz,频率步进为20Hz,输出频率可预置。
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。
c.相位差范围为0~359°,相位差步进为1°,相位差值可预置。
d.数字显示预置的频率、相位差值。
(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。
(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。
(4)其它。
三、评分标准
项 目
满分
基本要求
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。
50
实际制作完成情况
50
发挥部分
完成第(1)项
22
完成第(2)项
6
完成第(3)项
12
其它
10
四、说明
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。
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。
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。