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）
一、任务
, r  }- o% ]- Q2 G& A' g, U设计制作一个正弦信号发生器。
二、要求
# h! I1 i# V% N% u5 d1 x/ ^6 q1、基本要求
( l" K9 L7 Q( S3 J  {+ t（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；
* J0 `2 a# I, \（3）输出信号频率稳定度：优于10-4 ；
- k5 n8 {3 u- W6 i$ g（ 4）输出电压幅度：在负载电阻上的电压峰- 峰值Vopp≥1V；
8 k: E- A6 N# u" x0 Z# h（5）失真度：用示波器观察时无明显失真。
& A' u7 V9 S- ~& x% s7 b  i2 、发挥部分
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；
（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，
( W* ~: g; l. |2 A3 ~0 w* K步进量10%，正弦调制信号频率为1kHz，调制信号自行产生；
+ t" N% d( F2 [- b（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
2 [) w, g, e, Y: K  g; x5 ~) M: \; l率固定为10kbps ，二进制基带序列信号自行产生；
（5）其他。
三、评分标准
3 Z1 T$ C$ \$ P3 d项目满分
基本要求
设计与总结报告：方案比较，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

5 c) M$ s( B" B& ]- f其他5
, D6 k2 Y- g* w6 T  w集成运放参数测试仪（ B题）
一、任务
. m* S# r, r, U$ o7 Q, G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。
图1
/ ~/ V( H3 g! C二、要求
1、基本要求
! x* a6 C  q/ N4 N5 k! l. j（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
7 D- t" s  \- y. E+ p模抑制比) 四项基本参数，显示器最大显示数为 3999 ；
8 d( l: p/ w0 w' l5 N5 [（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；
9 N, `! t$ `: L# A0 w  vI 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；
* j8 ~3 u% j: Z( a" _KCMR：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
- ?6 F& J) s: ]9 W- k+ C' Y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%；
/ P# m" o' j9 @: }- h  z4 b# m（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
9 y5 [4 Z3 v8 t2 K4 ^0 s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
放参数测试仪进行标定。
, h+ q) {$ N) G) L5 Z2 ]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
100kHz ～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
3 S( R. ~0 n2 Y, F( T8 C3 C% B/ [1 {* A序测量、显示并打印以上5 个参数测量结果；
（3）其他。
4 E: N  s1 ~  @# w0 y+ z三、评分标准
# V# G/ w$ a+ C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
3 4/5/2013
发挥部分
完成第（ 1）项30
完成第（ 2）项15
! w" Q7 k) Q6 s4 }# t其他5
四、说明
, q; O+ r" H9 i5 a1、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、
4 j( i4 K5 U2 X0 \* iF007 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；
( {( t* L7 |, K) [# ?4 t( R+ p7 [: x4 w3、测试时用到的打印机自带。
附录：
" S) ?' @/ q: C9 r: l. |1 d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
9 U8 ~# p3 i% ~: o9 h- Y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
2 g( V; d) _, d6 E2 a# L度应比自制的运放参数测试仪的精度高一个数量级。
7 c7 q5 [( X5 a4 k* d$ m3 F0 a3 q6 |（1） VIO、I IO 电参数测试原理图
7 a+ A! M# _) M% b1 w. n% b* \图2
5 F. ]% P$ r& o7 ~: x0 _①在K1、K2 闭合时，测得辅助运放的输出电压记为VL0 ，则有：
1 Y) G7 ?4 K; u5 w- C  y( \4 d②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
/ y: H3 P" F& O; e( b1 R" \（3）KCMR电参数的测试原理与测试原理图
" t- D/ H  i7 ^% j, S, T图4
9 v1 R6 `" t0 d% a! w. w' T! F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
2 x" I9 y( U. \* m* ]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
4 W4 L, P& n; A- e8 g6 X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；
; G; V: o/ j$ C/ ?3、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 。
简易频谱分析仪（ C题）
一、任务
4 Z6 @! n% f5 q4 t: A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。
+ y1 I) h5 ]' R8 |9 L! {2 x

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