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）
0 V6 ~2 }+ n& H7 ]% [6 k# R0 S一、任务
! ?" j, B1 u9 W设计制作一个正弦信号发生器。
二、要求
1、基本要求
7 w/ Q& j2 F& [（1）正弦波输出频率范围： 1kHz～ 10MHz；
) Z) P/ V" D* t. H- j（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。
: _; g1 a, ]+ ~2 、发挥部分
4 H! h" R) u  u: r8 f; A在完成基本要求任务的基础上，增加如下功能：
（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；
1 J, q, a! c  L8 ^( j! ]& ^+ i8 K! q（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，
# S4 J5 y8 C. C- v6 I步进量10%，正弦调制信号频率为1kHz，调制信号自行产生；
（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
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
3 T/ j8 B- a& D- `率固定为10kbps ，二进制基带序列信号自行产生；
' [# J- @8 p( W1 y% P（5）其他。
三、评分标准
项目满分
基本要求
; {  z+ d5 ~% O1 Y- b" N设计与总结报告：方案比较，理论分析与计算，电路图及有关
+ R  R8 r( r3 E+ L- Y- s设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析

$ s; @4 k/ [3 r其他5
集成运放参数测试仪（ B题）
& d  C2 [. D( o7 ?, b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。
0 {$ A9 i) _# p% {& a图1
& O+ v$ A+ i2 l! p# Q二、要求
1、基本要求
5 f( ^9 P7 S2 _. d& i4 x（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
$ d& C/ p' \% c9 g3 i模抑制比) 四项基本参数，显示器最大显示数为 3999 ；
（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；
I 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；
AVD：测量范围为 60dB ～120dB，测试误差绝对值小于3dB；
; b& _/ n; I, \) ]8 V/ H- ?KCMR：测量范围为 60dB ～120dB，测试误差绝对值小于3dB；
% Q' p& X/ {# |8 m. F6 \$ u( C（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
* K& K1 \: A0 F6 t9 t: r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
1 R/ C% p$ D  Z7 H+ Y) n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 s+ `# d  @* f/ |: }8 N/ \/ B" F放参数测试仪进行标定。
2、发挥部分
（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
  Z, Y0 V( O; `& c; V100kHz ～3.5MHz，测量时间≤ 10 秒，频率分辨力为1kHz；
3 m9 s: z& N$ ~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
序测量、显示并打印以上5 个参数测量结果；
: \$ H& N- O; L# n2 J  t% @（3）其他。
7 \' [! r! m6 Y" r! U! X三、评分标准
/ A' P% z8 [' q* b项目满分
9 E% n4 ~+ `9 W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
! q; _( I/ [9 c6 d, W发挥部分
完成第（ 1）项30
完成第（ 2）项15
其他5
1 @' I) F. K! F; u( v四、说明
4 d$ p, d( v2 p# ^# m3 ^9 c1、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、
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；
5 f* e% T; U+ H8 Z3、测试时用到的打印机自带。
附录：
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
7 x. @7 A0 j5 f) z度应比自制的运放参数测试仪的精度高一个数量级。
' C" h8 p: I3 o（1） VIO、I IO 电参数测试原理图
图2
' \& B. S. |$ J, Q. V6 R①在K1、K2 闭合时，测得辅助运放的输出电压记为VL0 ，则有：
; v- [+ I: ^% {! U②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
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
5 ~+ t3 r9 p+ V, E8 P* C% V. x# q' _# `（3）KCMR电参数的测试原理与测试原理图
图4
设信号源输出电压为VS，测得辅助运放输出电压为VL0，则有
% n8 [; `3 w. K5 q0 J: |/ _# h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
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
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
100k R1= R2=30k 、RL=10 k Ω 、R=1MΩ；
; U' G4 l$ L) Q3 \7 @4 {  ]5 `. Z3、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 。
" M* E' F: d. k; w* Y简易频谱分析仪（ C题）
8 x" v6 v$ F. {$ A" J& ~; N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。
" [5 I/ n/ O$ R) [: `: [' I

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学习一下。