历年电子设计大赛题目(2005-2009)

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正弦信号发生器（ A 题）
8 Q( ~! \( c. e9 K一、任务
设计制作一个正弦信号发生器。
7 a6 w0 w" m/ c6 w9 _# q二、要求
9 E/ J; g! T' T: f( G3 C1、基本要求
9 \9 v- j$ v7 O& A4 z. l! m) `（1）正弦波输出频率范围： 1kHz～ 10MHz；
（2）具有频率设置功能，频率步进： 100Hz；
（3）输出信号频率稳定度：优于10-4 ；
（ 4）输出电压幅度：在负载电阻上的电压峰- 峰值Vopp≥1V；
（5）失真度：用示波器观察时无明显失真。
3 g# M6 X- G) h2 、发挥部分
在完成基本要求任务的基础上，增加如下功能：
' F9 I4 W( \  K( I) t" E（1）增加输出电压幅度：在频率范围内负载电阻上正弦信号输出电压的峰- 峰值Vopp=6V±1V；
（2）产生模拟幅度调制(AM) 信号：在1MHz~10MHz范围内调制度ma 可在10%～100%之间程控调节，
  a0 o, {. k2 ~* a$ ^步进量10%，正弦调制信号频率为1kHz，调制信号自行产生；
- Z4 s, L7 h0 o5 _6 s5 R" a（3）产生模拟频率调制(FM) 信号：在100kHz~10MHz频率范围内产生10kHz 最大频偏，且最大频
0 o8 b; a* |8 ?! n7 s/ j偏可分为5kHz/10kHz 二级程控调节，正弦调制信号频率为1kHz，调制信号自行产生；
（4）产生二进制PSK、ASK信号：在100kHz 固定频率载波进行二进制键控，二进制基带序列码速
率固定为10kbps ，二进制基带序列信号自行产生；
（5）其他。
" c7 e& j$ m/ w* Y0 p三、评分标准
, L! r8 G  i5 `项目满分
! R. D$ s" r# z3 a& Z& q基本要求
  Z' x! Y" C/ i, q$ S设计与总结报告：方案比较，理论分析与计算，电路图及有关
9 ?8 T, |5 R$ b0 c设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析

3 {7 @( N! U! U/ I8 x' Q其他5
集成运放参数测试仪（ B题）
一、任务
设计并制作一台能测试通用型集成运算放大器参数的测试仪，示意图如图1 所示。
4 \7 ?. b) _% ~# u! l! N, @- ^4 g图1
+ I- Z2 b9 K- A二、要求
1、基本要求
1 N. `( ~7 k& n: Y5 O% Z（1）能测试VIO( 输入失调电压) 、I IO( 输入失调电流) 、AVD ( 交流差模开环电压增益) 和KCMR ( 交流共
/ t% d: I1 w3 U9 m: Z% i) w模抑制比) 四项基本参数，显示器最大显示数为 3999 ；
/ X. c- [1 H5 p（2）各项被测参数的测量范围及精度如下( 被测运放的工作电压为± 15V)：
VIO：测量范围为0～40mV（量程为4mV和40mV），误差绝对值小于3%读数+1 个字；
5 i! p: Q- V/ _$ V0 A$ l3 aI IO：测量范围为0～4μ A（量程为0.4 μA 和4μA），误差绝对值小于3%读数+1 个字；
. J, q4 P: F- ]6 bAVD：测量范围为 60dB ～120dB，测试误差绝对值小于3dB；
0 e9 o  }. x! b! Q  VKCMR：测量范围为 60dB ～120dB，测试误差绝对值小于3dB；
（3）测试仪中的信号源( 自制) 用于AVD、KCMR参数的测量，要求信号源能输出频率为5Hz、输出电压
+ ?- V  `6 v8 j' s# H- x# o有效值为4 V 的正弦波信号，频率与电压值误差绝对值均小于1%；
（4）按照本题附录提供的符合GB3442-82 的测试原理图( 见图2~图4) ，再制作一组符合该标准的测
试VIO、I IO、AVD和KCMR参数的测试电路，以此测试电路的测试结果作为测试标准，对制作的运
2 o! ^6 Y* E" f% {1 N6 ]放参数测试仪进行标定。
* ?& c& }& t" U  \8 X0 f2、发挥部分
/ G) g. }: L3 G7 v（1）增加电压模运放BWG ( 单位增益带宽) 参数测量功能，要求测量频率范围为
$ [6 p$ {/ R* s7 @6 O5 w  A& I100kHz ～3.5MHz，测量时间≤ 10 秒，频率分辨力为1kHz；
为此设计并制作一个扫频信号源，要求输出频率范围为 40kHz ～4MHz，频率误差绝对值
小于1%；输出电压的有效值为2V±0.2 V ；
（2）增加自动测量( 含自动量程转换) 功能。该功能启动后，能自动按VIO、I IO、AVD、KCMR和BWG的顺
) U/ I7 j; [! P6 @8 `) F4 Z序测量、显示并打印以上5 个参数测量结果；
, F) V" B* v6 Y& f+ S; f（3）其他。
三、评分标准
) O8 t" |4 ]( r+ b* o项目满分
: j; ^7 P" P$ Y: o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
3 4/5/2013
发挥部分
! B4 {, B: |& V* f6 v9 o完成第（ 1）项30
完成第（ 2）项15
其他5
4 i. B: \; ^' ^1 J% O9 H! m0 a4 X四、说明
1、为了制作方便，被测运放的型号选定为8 引脚双列直插的电压模运放F741 (LM741 、μA741、
7 i  [6 g% P1 W" {4 k6 G4 F3 |F007 等) 通用型运算放大器；
2、为了测试方便，自制的信号源应预留测量端子；
3、测试时用到的打印机自带。
# y! v! w0 g- h8 I  c8 H2 U附录：
) f& q. P' P2 A' f3 g% L& H0 Q参照GB3442-82 标准， VIO、I IO、AVD和KCMR参数的测试原理图分别如图2、图3 和图4 所示。图3 和
图4 中的信号源可采用现成的信号源。为了保证测试精度，外接测试仪表（信号源和数字电压表）的精
, D* g, N1 P  u度应比自制的运放参数测试仪的精度高一个数量级。
4 V# ?! o( |0 Q（1） VIO、I IO 电参数测试原理图
. v. _% T& a0 o$ N- s: o图2
: c# b# j  E# U①在K1、K2 闭合时，测得辅助运放的输出电压记为VL0 ，则有：
②在K1、K2 闭合时，测得辅助运放的输出电压记为VL0 ；在K1、K2 断开时，测得辅助运放的输
出电压记为VL1，则有：
（2）AVD电参数的测试原理与测试原理图
% A' B0 J% |0 k. y图3
设信号源输出电压为VS，测得辅助运放输出电压为VL0，则有
（3）KCMR电参数的测试原理与测试原理图
% L2 ], j) d2 o, B. u图4
0 k, n; C/ u" u" l' D: x设信号源输出电压为VS，测得辅助运放输出电压为VL0，则有
附录说明
1、测试采用了辅助放大器测试方法。要求辅助运放的开环增益大于60dB，输入失调电压和失调电
  n' S* X" D5 e( k; g流值小；
2、为了保证测试精度，要求对R、Ri 、RF 的阻值准确测量， R1、R2 的阻值尽可能一致； I IO与R的乘
9 c# A( Z/ ]# t/ b1 c$ Y: ]积远大于VIO； I IO 与Ri // Rf 的乘积应远小于VIO。测试电路中的电阻值建议取： Ri =100Ω 、Rf =20 k
! x! l( u$ ~& X8 I8 }  D100k R1= R2=30k 、RL=10 k Ω 、R=1MΩ；
5 O7 M( x6 F9 m7 O3、建议图3、4 中使用的信号源输出为正弦波信号，频率为5Hz、输出电压有效值为4 V 。
  u& l5 q' C) D) _( i简易频谱分析仪（ C题）
一、任务
采用外差原理设计并实现频谱分析仪，其参考原理框图如下图所示。

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学习一下。