全国电子设计大赛历年题目至09年

设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 与创新性实验 参考课题汇总 （一） 目 录 1第一部分 电源与信号源类 1课题1 简易数控直流电源 1课题2 直流稳定电源 2课题3 数控直流电流源 3课题4 实用信号源的设计和制作 4课题5 三相正弦波变频电源 5课题6 开关稳压电源 7第二类 仪器仪 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 及放大器类 7课题1 实用低频功率放大器 7课题2 简易电阻、电容和电感测试仪 8课题3 简易数字频率计 9课题4 测量放大器 10课题5 数字式工频有效值多用表 11课题6 频率特性测试仪 12课题7 波形发生器 13课题8 高效率音频功率放大器 14课题9 电压控制LC振荡器 15课题10 宽带放大器 16课题11 低频数字式相位测量仪 17课题12 简易逻辑 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 仪 18课题13 正弦信号发生器 19课题14 集成运放参数测试仪 21课题15 简易频谱分析仪 22课题16 音频信号分析仪 23课题17 数字示波器 24课题18 程控滤波器 25第三类 数据采集与处理类 25课题1 多路数据采集系统 25课题2 简易数字存储示波器 26课题3 数据采集与传输系统 28第四类 高频电子线路（无线电）类 28课题1 简易无线电遥控系统 28课题2 调幅广播收音机 29课题3 短波调频接收机 30课题4 调频收音机 31课题5 单工无线呼叫系统 32课题6 无线识别装置 33第五类 控制类 33课题1 水温控制系统 33课题2 自动往返电动小汽车 34课题3 简易智能电动车 36课题4 液体点滴速度监控装置 37课题5 悬挂运动控制系统 38课题6 电动车跷跷板 第一部分 电源与信号源类 课题1 简易数控直流电源 一 任务 设计数控电源，示意图如图1.1所示。 二 要求 1、基本要求 （1）输出电压：范围0～＋9.9V，步进0.1V，纹波不大于10mV； （2）输出电流：500mA； （3）输出电压值由数码管显示； （4）由“＋”、“－”两键分别控制输出电压步进增减； （5）为实现上述几部件工作，自制一稳压直流电源，输出±15V，＋5V。 2、发挥部分 （1）输出电压可预置在0～9.9V之间的任意一个值； （2）用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V不变）； （3）扩展输出电压种类（比如三角波等）。 课题2 直流稳定电源 一 任务 设计并制作交流变换为直流的稳定电源。 二 要求 1、基本要求 （1）稳压电源在输入电压220V、50Hz、电压变化范围＋15%～－20%条件下： ①输出电压可调范围为+9V～+12V； ②最大输出电流为1.5A； ③电压调整率≤0.2%（输入电压220V变化范围＋15%～－20%下，空载到满载）； ④负载调整率≤1%（最低输入电压下，满载）； ⑤纹波电压（峰-峰值）≤5mV（最低输入电压下，满载）； ⑥效率≥40%（输出电压9V、输入电压220V下，满载）； ⑦具有过流及短路保护功能。 （2）稳流电源在输入电压固定为＋12V的条件下： ①输出电流：4～20mA可调； ②负载调整率≤1%（输入电压＋12V、负载电阻由200Ω～300Ω变化时，输出电流为20mA时的相对变化率）。 （3）DC-DC变换器 在输入电压为+9V～+12V条件下： ①输出电压为+100V，输出电流为10mA； ②电压调整率≤1%（输入电压变化范围+9V～+12V）； ③负载调整率≤1%（输入电压+12V下，空载到满载）； ④纹波电压（峰-峰值）≤100mV（输入电压+9V下，满载）。 2、发挥部分 （1）扩充功能 ①排除短路故障后，自动恢复为正常状态； ②过热保护； ③防止开、关机时产生的“过冲”。 （2）提高稳压电源的技术指标 ①提高电压调整率和负载调整率； ②扩大输出电压调节范围和提高最大输出电流值。 （3）改善DC-DC变换器 ①提高效率（在100V、100mA下）； ②提高输出电压。 （4）用数字显示输出电压和输出电流。 课题3 数控直流电流源 一 任务 设计并制作数控直流电流源。输入交流200～240V，50Hz；输出直流电压≤10V。其原理示意图如图1.2所示。 二 要求 1、基本要求 （1）输出电流范围：200mA～2000mA； （2）可设置并显示输出电流给定值，要求输出电流与给定值偏差的绝对值≤给定值的1％+10 mA； （3）具有“+”、“-”步进调整功能，步进≤10mA； （4）改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值≤输出电流值的1％+10 mA； （5）纹波电流≤2mA； （6）自制电源。 2、发挥部分 （1）输出电流范围为20mA～2000mA，步进1mA； （2）设计、制作测量并显示输出电流的装置 (可同时或交替显示电流的给定值和实测值)，测量误差的绝对值≤测量值的0.1％+3个字； （3）改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值≤输出电流值的0.1％+1 mA； （4）纹波电流≤0.2mA； （5）其他。 三 说明 1、需留出输出电流和电压测量端子； 2、输出电流可用高精度电流表测量；如果没有高精度电流表，可在采样电阻上测量电压换算成电流； 3、纹波电流的测量可用低频毫伏表测量输出纹波电压，换算成纹波电流。 课题4 实用信号源的设计和制作 一 任务 在给定±15V电源电压条件下，设计并制作一个正弦波和脉冲波信号源。 二 要求 1、基本要求 （1）正弦波信号源 ① 信号频率：20Hz～20kHz步进调整，步长为5Hz； ② 频率稳定度：优于10-4； ③ 非线性失真系数≤3%； （2）脉冲波信号源 ① 信号频率：20Hz～20kHz步进调整，步长为5Hz； ② 上升时间和下降时间：≤1μs； ③ 平顶斜降：≤5%； ④ 脉冲占空比：2%～98%步进可调，步长为2%； （3）上述两个信号源公共要求 ① 频率可预置； ② 在负载为600Ω时，输出幅度为3V； ③ 完成5位频率的数字显示。 2、发挥部分 （1）正弦波和脉冲波频率步长改为1Hz； （2）正弦波和脉冲波幅度可步进调整，调整范围为100mV～3V，步长为100mV； （3）正弦波和脉冲波频率可自动步进，步长为1Hz； （4）降低正弦波非线性失真系数。 课题5 三相正弦波变频电源 一 任务 设计并制作一个三相正弦波变频电源，输出线电压有效值为36V，最大负载电流有效值为3A，负载为三相对称阻性负载(Y接法)。变频电源框图如图1.3所示。 二 要求 1、基本要求 （1）输出频率范围为20Hz～100Hz的三相对称交流电，各相电压有效值之差小于0.5V； （2）输出电压波形应尽量接近正弦波，用示波器观察无明显失真； （3）当输入电压为198V～242V，负载电流有效值为0.5～3A时，输出线电压有效值应保持在36V，误差的绝对值小于5%； （4）具有过流保护(输出电流有效值达3.6A时动作)、负载缺相保护及负载不对称保护(三相电流中任意两相电流之差大于0.5A时动作)功能，保护时自动切断输入交流电源。 2、发挥部分 （1）当输入电压为198V～242V，负载电流有效值为0.5～3A时，输出线电压有效值应保持在36V，误差的绝对值小于1%； （2）设计制作具有测量、显示该变频电源输出电压、电流、频率和功率的电路，测量误差的绝对值小于5%； （3）变频电源输出频率在50Hz以上时，输出相电压的失真度小于5%； （4）其他。 三 说明 1、不能使用产生SPWM（正弦波脉宽调制）波形的专用芯片； 3、必要时，可以在隔离变压器前使用自耦变压器调整输入电压，可用三相电阻箱模拟负载； 4、测量失真度时，应注意输入信号的衰减以及与失真度仪的隔离等问题； 5、输出功率可通过电流、电压的测量值计算。 课题6 开关稳压电源 一 任务 设计并制作如图1.4所示的开关稳压电源。 二 要求 在电阻负载条件下，使电源满足下述要求： 1、基本要求 （1）输出电压UO可调范围：30V～36V； （2）最大输出电流IOmax：2A； （3）U2从15V变到21V时，电压调整率SU≤2%（IO=2A）； （4）IO从0变到2A时，负载调整率SI≤5%（U2=18V）； （5）输出噪声纹波电压峰-峰值UOPP≤1V（U2=18V,UO=36V,IO=2A）； （6）DC-DC变换器的效率 ≥70%（U2=18V,UO=36V,IO=2A）； （7）具有过流保护功能，动作电流IO（th）=2.5±0.2A； 2、发挥部分 （1）进一步提高电压调整率，使SU≤0.2%（IO=2A）； （2）进一步提高负载调整率，使SI≤0.5%（U2=18V）； （3）进一步提高效率，使 ≥85%（U2=18V,UO=36V,IO=2A）； （4）排除过流故障后，电源能自动恢复为正常状态； （5）能对输出电压进行键盘设定和步进调整，步进值1V，同时具有输出电压、电流的测量和数字显示功能； （6）其他。 三 说明 （1）DC-DC变换器不允许使用成品模块，但可使用开关电源控制芯片； （2）U2可通过交流调压器改变U1来调整。DC-DC变换器（含控制电路）只能由UIN端口供电，不得另加辅助电源； （3）本题中的输出噪声纹波电压是指输出电压中的所有非直流成分，要求用带宽不小于20MHz模拟示波器（AC耦合、扫描速度20ms/div）测量UOPP； （4）本题中电压调整率SU指U2在指定范围内变化时，输出电压UO的变化率；负载调整率SI指IO在指定范围内变化时，输出电压UO的变化率；DC-DC变换器效率(=PO/ PIN，其中PO＝UOIO，PIN＝UINIIN； （5）电源在最大输出功率下应能连续安全工作足够长的时间（测试期间，不能出现过热等故障）； （6）制作时应考虑方便测试，合理设置测试点（参考图1.4）。 第二类 仪器仪表及放大器类 课题1 实用低频功率放大器 一 任务 设计并制作具有弱信号放大能力的低频功率放大器。其原理示意图如图2.1所示。 二 要求 1、基本要求 （1）在放大通道的正弦信号输入电压幅度为（5～700）mV，等效负载电阻RL为8Ω下，放大通道应满足： ① 额定输出功率POR≥10W； ② 带宽BW≥（50～10000）Hz； ③ 在POR下和BW内的非线性失真系数≤3%； ④ 在POR下的效率≥55%； ⑤ 在前置放大级输入端交流短接到地时，RL=8Ω上的交流声功率≤10mW。 （2）自行设计并制作满足本设计任务要求的稳压电源。 2、发挥部分 （1）放大器的时间响应 ① 方波产生：由外供正弦信号源经变换电路产生正、负极性的对称方波：频率为1000Hz、上升时间≤1μs、峰-峰值电压为200mVpp。 用上述方波激励放大通道时，在RL=8Ω下，放大通道应满足： ② 额定输出功率POR≥10W；带宽BW≥（50～10000）Hz； ③ 在POR下输出波形上升时间和下降时间≤12μs； ④ 在POR下输出波形顶部斜降≤2%； ⑤ 在POR下输出波形过冲量≤5%。 （2）放大通道性能指标的提高和实用功能的扩展（例如提高效率、减小非线性失真等）。 课题2 简易电阻、电容和电感测试仪 一 任务 设计并制作一台数字显示的电阻、电容和电感参数测试仪，示意框图如图2.2所示。 二 要求 1、基本要求 （1）测量范围：电阻100Ω～1MΩ；电容100pF～10000pF；电感100μH～10mH； （2）测量精度：±5%； （3）制作4位数码管显示器，显示测量数值，并用发光二极管分别指示所测元件的类型和单位。 2、发挥部分 （1）扩大测量范围； （2）提高测量精度； （3）测量量程自动转换。 课题3 简易数字频率计 一 任务 设计并制作一台数字显示的简易频率计。 二 要求 1、基本要求 （1）频率测量 ①测量范围——信号为方波、正弦波；幅度为0.5V～5V；频率为1Hz～1MHz； ②测量误差≤0.1%。 （2）周期测量 ①测量范围——信号为方波、正弦波；幅度为0.5V～5V；频率为1Hz～1MHz； ②测量误差≤0.1%。 （3）脉冲宽度测量 ①测量范围——信号为脉冲波；幅度为0.5V～5V；脉冲宽度≥100μs； ②测量误差≤1%。 （4）显示器：十进制数字显示，显示刷新时间1～10秒连续可调，对上述三种测量功能分别用不同颜色的发光二极管指示。 （5）具有自校功能，时标信号频率为1MHz。 （6）自行设计并制作满足本设计任务要求的稳压电源。 2、发挥部分 （1）扩展频率测量范围为0.1Hz～10MHz（信号幅度0.5V～5V），测量误差降低为0.01%（最大闸门时间≤10s）。 （2）测量并显示周期脉冲信号（幅度0.5V～5V、频率1Hz～1kHz）的占空比，占空比变化范围为10%～90%，测量误差≤1% 。 （3）在1Hz～1MHz范围内及测量误差≤1%的条件下，进行小信号的频率测量，提出并实现抗干扰的措施。 课题4 测量放大器 一 任务 设计并制作一个测量放大器及所用的直流稳压电源，参见图2.3。输入信号VI取自桥式测量电路的输出。当R1＝R2＝R3＝R4时，VI＝0。R2改变时，产生VI ¹0的电压信号。测量电路与放大器之间有1米长的连接线。 二 要求 1、基本要求 (1)  测量放大器 ①差模电压放大倍数  AVD＝1～500，可手动调节； ②最大输出电压为±10V，非线性误差 < 0.5%； ③在输入共模电压+7.5V～－7.5V范围内，共模抑制比 KCMR >105 ； ④在AVD＝500时，输出端噪声电压的峰－峰值小于1V； ⑤通频带0～10Hz； ⑥直流电压放大器的差模输入电阻≥2MW（可不测试，由电路设计予以保证）。 　　(2)  电源：设计并制作上述放大器所用的直流稳压电源。由单相220V交流电压供电。交流电压变化范围为＋10%～－15%。 　　(3) 设计并制作一个信号变换放大器，参见图2.4。将函数发生器单端输出的正弦电压信号不失真地转换为双端输出信号，用作测量直流电压放大器频率特性的输入信号。 2、发挥部分 （1）提高差模电压放大倍数至AVD＝1000，同时减小输出端噪声电压； （2）在满足基本要求（1）中对输出端噪声电压和共模抑制比要求的条件下，将通频带展宽为0～100Hz以上； （3）提高电路的共模抑制比； （4）差模电压放大倍数AVD可预置并显示，预置范围1～1000，步距为1，同时应满足基本要求(1)中对共模抑制比和噪声电压的要求； （5）其它（例如改善放大器性能的其它措施等）。 三 说明 直流电压放大器部分只允许采用通用型集成运算放大器和必要的其它元器件组成，不能使用单片集成的测量放大器或其它定型的测量放大器产品。 课题5 数字式工频有效值多用表 一 任务 设计并制作一个能同时对一路工频交流电（频率波动范围为50 ±1Hz、有失真的正弦波）的电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数进行测量的数字式多用表。如图2.5所示。 二 要求 1、基本要求 （1）测量功能及量程范围： ①交流电压0～500V； ②有功功率0～25kW； ③无功功率0～25kvar； ④功率因数（有功功率/视在功率）0～1。 为便于本试题的设计与制作，设定待测0～500V的交流电压、0～50A的交流电流均已经相应的变换器转换为0～5V的交流电压。 （2）准确度： ①显示为4位（0.000～4.999），有过量程指示； ②交流电压和交流电流±（0.8%读数＋5个字），如当被测电压为300V时，读数误差应小于±（0.8%×300V＋0.5V）＝±2.9V； ③有功功率和无功功率±（1.5%读数＋8个字）； ④功率因数±0.01 。 　　（3）功能选择：用按键选择交流电压、交流电流、有功功率、无功功率和功率因数的测量与显示。 2、发挥部分 （1）用按键选择电压基波及总谐波的有效值测量与显示； （2）具有量程自动转换功能，当变换器输出的电压值小于0.5V时，能自动提高分辨力达0.01V； （3）用按键控制实现交流电压、交流电流、有功功率、无功功率在测试过程中的最大值、最小值测量； （4）其它（例如扩展功能，提高性能）。 三 说明 1、调试时可用函数发生器输出的正弦信号电压作为一路交流电压信号；再经移相输出代表同一路的电流信号。 2、检查交流电压、交流电流有效值测量功能时，可采用函数发生器输出的对称方波信号。电压基波、谐波的测试可用函数发生器输出的对称方波作为标准信号，测试结果应与理论值进行比较分析。 课题6 频率特性测试仪 一 任务 设计并制作一个频率特性测试系统，包含测试信号源、被测网络、检波及显示三部分，如图2.6所示。 二 要求 1、基本要求 （1）制作幅频特性测试仪： ①频率范围100Hz～100kHz； ②频率步进10Hz； ③频率稳定度10-4； ④测量精度5％； ⑤能在全频范围和特定频率范围内自动步进测量，可手动预置测量范围及步进频率值； ⑥LED显示，频率显示为5位，电压显示为3位，并能打印输出。 （2）制作一被测网络 ①电路型式为阻容双T网络； ②中心频率5kHz； ③带宽±50Hz； ④计算出网络的幅频和相频特性，并绘制相位曲线；⑤用所制作的幅频特性测试仪测试自制的被测网络的幅频特性。 2、发挥部分 （1）制作相频特性测试仪： ①频率范围500Hz～10kHz； ②相位度数显示，其中相位值显示为三位，另以一位作符号显示； ③测量精度3°。 （2）用示波器显示幅频特性； （3）在示波器上同时显示幅频和相频特性； （4）其它。 三 说明 发挥部分(2)、(3)均用所制作的频率特性测试仪测试自制的被测网络的幅频特性和相频特性。 课题7 波形发生器 一 任务 设计制作一个波形发生器，该波形发生器能产生正弦波、方波、三角波和由用户编辑的特定形状波形。示意图如图2.7所示。 二 要求 1、基本要求 （1）具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性波形的功能； （2）用键盘输入编辑生成上述三种波形（同周期）的线性组合波形，以及由基波及其谐波（5次以下）线性组合的波形； （3）具有波形存储功能； （4）输出波形的频率范围为100Hz～20kHz（非正弦波频率按10次谐波计算）；重复频率可调，频率步进间隔≤100Hz； （5）输出波形幅度范围0～5V（峰-峰值），可按步进0.1V（峰-峰值）调整； （6）具有显示输出波形的类型、重复频率（周期）和幅度的功能。 2、发挥部分 （1）输出波形频率范围扩展至100Hz～200kHz； （2）用键盘或其他输入装置产生任意波形； （3）增加稳幅输出功能，当负载变化时，输出电压幅度变化不大于±3%（负载电阻变化范围：100Ω～∞）； （4）具有掉电存储功能，可存储掉电前用户编辑的波形和设置； （5）可产生单次或多次（1000次以下）特定波形（如产生1个半周期三角波输出）； （6）其它（如增加频谱分析、失真度分析、频率扩展>200kHz、扫频输出等功能）。   课题8 高效率音频功率放大器 一 任务 设计并制作一个高效率音频功率放大器及其参数的测量、显示装置。功率放大器的电源电压为+5V（电路其他部分的电源电压不限），负载为8Ω电阻。  二 要求 1、基本要求 （1）功率放大器 ①3dB通频带为300Hz～3400Hz，输出正弦信号无明显失真。 ②最大不失真输出功率≥1W。③输入阻抗>10kΩ，电压放大倍数1～20连续可调。 ④低频噪声电压（20kHz以下）≤10mv，在电压放大倍数为10，输入端对地交流短路时测量。 ⑤在输出功率500mW时测量的功率放大器效率（输出功率/放大器总功耗）≥50%。 （2）设计并制作一个放大倍数为1的信号变换电路，将功率放大器双端输出的信号转换为单端输出，经RC滤波供外接测试仪表用，如图2.8所示。图2.8中，高效率功率放大器组成框图可参见本题第四项“说明”。 （3）设计并制作一个测量放大器输出功率的装置，要求具有3位数字显示，精度优于5%。 2、发挥部分 （1）3dB通频带扩展至300Hz～20kHz； （2）输出功率保持为200mW，尽量提高放大器效率； （3）输出功率保持为200mW，尽量降低放大器电源电压； （4）增加输出短路保护功能； （5）其它。   三 说明 1、采用开关方式实现低频功率放大（即D类放大）是提高效率的主要途径之一， D类放大原理框图如图2.9所示。本设计中如果采用D类放大方式，不允许使用D类功率放大集成电路； 2、效率计算中的放大器总功耗是指功率放大器部分的总电流乘以供电电压（+5V），不包括“基本要求”中第（2）、（3）项涉及的电路部分功耗。制作时要注意便于效率测试； 3、在整个测试过程中，要求输出波形无明显失真。 课题9 电压控制LC振荡器 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 说明 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。 课题10 宽带放大器 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 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图2.10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图2.11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。 课题11 低频数字式相位测量仪 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，示意图如图2.12所示。 二 要求 1、基本要求 （1）设计并制作一个相位测量仪： ①频率范围：20Hz～20kHz； ②相位测量仪的输入阻抗≥100k ； ③允许两路输入正弦信号峰-峰值可分别在1V～5V范围内变化； ④相位测量绝对误差≤2°； ⑤具有频率测量及数字显示功能； ⑥相位差数字显示：相位读数为0o～359.9o，分辨力为0.1°。 （2）制作一个移相网络 ①输入信号频率：100Hz、1kHz、10kHz； ②连续相移范围：－45°～＋45°； ③A＇、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，用以产生相位测量仪所需的输入正弦信号，要求： ①频率范围：20Hz～20kHz，频率步进为20Hz，输出频率可预置； ②A、B输出的正弦信号峰-峰值可分别在0.3V～5V范围内变化； ③相位差范围为0～359°，相位差步进为1°，相位差值可预置； ④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 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。 课题12 简易逻辑分析仪 一 任务 设计并制作一个8路数字信号发生器与简易逻辑分析仪，其结构框图如图2.13所示。 二 要求 1、基本要求 （1）制作数字信号发生器 能产生8路可预置的循环移位逻辑信号序列，输出信号为TTL电平，序列时钟频率为100Hz，并能够重复输出。逻辑信号序列示例如图2.14所示。 （2）制作简易逻辑分析仪 ①具有采集8路逻辑信号的功能，并可设置单级触发字。信号采集的触发条件为各路被测信号电平与触发字所设定的逻辑状态相同。在满足触发条件时，能对被测信号进行一次采集、存储； ②能利用模拟示波器清晰稳定地显示所采集到的8路信号波形，并显示触发点位置； ③8位输入电路的输入阻抗大于50kΩ，其逻辑信号门限电压可在0.25~4V范围内按16级变化，以适应各种输入信号的逻辑电平； ④每通道的存储深度为20bit。 2、发挥部分 （1）能在示波器上显示可移动的时间标志线，并采用LED或其它方式显示时间标志线所对应时刻的8路输入信号逻辑状态； （2）简易逻辑分析仪应具备3级逻辑状态分析触发功能，即当连续依次捕捉到设定的3个触发字时，开始对被测信号进行一次采集、存储与显示，并显示触发点位置。3级触发字可任意设定（例如：在8路信号中指定连续依次捕捉到两路信号11、01、00作为三级触发状态字）； （3）触发位置可调（即可选择显示触发前、后所保存的逻辑状态字数）； （4）其它（如增加存储深度后分页显示等）。 三 说明 ①系统结构框图中的跳接线必须采取可灵活改变的接插方式； ②数字信号的采集时钟可采用来自数字信号发生器的时钟脉冲clock； ③题中涉及的“字”均为多位逻辑状态。如图2.14中纵向第一个字为一个8位逻辑状态字（00000101），而发挥部分中的3级触发字为2位逻辑状态。 课题13 正弦信号发生器 一 任务 设计制作一个正弦信号发生器。 二 要求 1、基本要求 （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。 2、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，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率固定为10kbps，二进制基带序列信号自行产生； （5）其他。 课题14 集成运放参数测试仪 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2.15所示。 二 要求 1、基本要求 （1） 能测试VIO(输入失调电压)、IIO(输入失调电流)、AVD (交流差模开环电压增益)和KCMR (交流共模抑制比)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； IIO：测量范围为0～4μA（量程为0.4μA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； 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、IIO、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。 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、IIO、AVD 、KCMR 和BWG的顺序测量、显示并打印以上5个参数测量结果； （3）其他。 三 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、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。 附录： 参照GB3442-82标准，VIO、IIO、AVD 和KCMR参数的测试原理图如图2.16所示，其中图（b）和图(c)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）的精度应比自制的运放参数测试仪的精度高一个数量级。 （1）VIO、IIO电参数测试原理图 ① 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。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。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；IIO与R的乘积远大于VIO； IIO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 kΩ、R=1MΩ； 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。 课题15 简易频谱分析仪 一 任务 采用外差原理设计并实现频谱分析仪，其参考原理框图如图2.17所示。 二 要求 1、基本要求 （1）频率测量范围为10MHz~30MHz； （2）频率分辨力为10kHz，输入信号电压有效值为20mV±5mV，输入阻抗为50Ω； （3）可设置中心频率和扫频宽度； （4）借助示波器显示被测信号的频谱图，并在示波器上标出间隔为1MHz的频标。 2、发挥部分 （1）频率测量范围扩展至1MHz~30MHz； （2）具有识别调幅、调频和等幅波信号及测定其中心频率的功能，采用信号发生器输出的调幅、调频和等幅波信号作为外差式频谱分析仪的输入信号，载波可选择在频率测量范围内的任意频率值，调幅波调制度ma=30%，调制信号频率为20kHz；调频波频偏为20kHz，调制信号频率为1kHz； （3）其他。 三 说明 1、原理框图中虚线框内的“信号处理电路”和“显示电路”两模块适用于发挥部分(2)，可以采用模拟或数字方式实现； 2、制作与测试过程中，该频谱分析仪对电压值的标定采用对比法，即首先输入幅度为已知的正弦信号(如：电压有效值为20mV，频率为10MHz的正弦信号)，以其在原理框图中示波器纵轴显示的高度确定该频谱分析仪的电压标尺。 课题16 音频信号分析仪 一 任务 设计、制作一个可分析音频信号频率成分，并可测量正弦信号失真度的仪器。 二 要求 1、基本要求 （1）输入阻抗：50Ω； （2）输入信号电压范围（峰-峰值）：100mV～5V； （3）输入信号包含的频率成分范围：200Hz～10kHz； （4）频率分辨力：100Hz（可正确测量被测信号中，频差不小于100Hz的频率分量的功率值。）； （5） 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 输入信号的总功率和各频率分量的频率和功率，检测出的各频率分量的功率之和不小于总功率值的95%；各频率分量功率测量的相对误差的绝对值小于10%，总功率测量的相对误差的绝对值小于5%； （6）分析时间：5秒。应以5秒周期刷新分析数据，信号各频率分量应按功率大小依次存储并可回放显示，同时实时显示信号总功率和至少前两个频率分量的频率值和功率值，并设暂停键保持显示的数据。 2、发挥部分 （1）扩大输入信号动态范围，提高灵敏度； （2）输入信号包含的频率成分范围：20Hz～10kHz； （3）增加频率分辨力20Hz档； （4）判断输入信号的周期性，并测量其周期； （5）测量被测正弦信号的失真度； （6）其他。 课题17 数字示波器 一 任务 设计并制作一台具有实时采样方式和等效采样方式的数字示波器，示意图如图2.18所示。 二 要求 1、基本要求 （1）被测周期信号的频率范围为10Hz～10MHz，仪器输入阻抗为1M(，显示屏的刻度为8 div×10div，垂直分辨率为8bits，水平显示分辨率≥20点/ div； （2）垂直灵敏度要求含1V/div、0.1V/div两档。电压测量误差≤5%； （3）实时采样速率≤1MSa/s，等效采样速率≥200MSa/s；扫描速度要求含20ms/div、2μs /div、100 ns/div三档，波形周期测量误差≤5%； （4）仪器的触发电路采用内触发方式，要求上升沿触发，触发电平可调； （5）被测信号的显示波形应无明显失真。 2、发挥部分 （1）提高仪器垂直灵敏度，要求增加2mV/div档，其电压测量误差≤5%，输入短路时的输出噪声峰-峰值小于2mV； （2）增加存储/调出功能，即按动一次“存储”键，仪器即可存储当前波形，并能在需要时调出存储的波形予以显示； （3）增加单次触发功能，即按动一次“单次触发”键，仪器能对满足触发条件的信号进行一次采集与存储（被测信号的频率范围限定为10Hz～50kHz）； （4）能提供频率为100kHz的方波校准信号，要求幅度值为0.3V±5%（负载电阻≥1 M(时），频率误差≤5%； （5）其他。 三 说明 1、A/D转换器最高采样速率限定为1MSa/s，并要求设计独立的取样保持电路。为了方便检测，要求在A/D转换器和取样保持电路之间设置测试端子TP； 2、显示部分可采用通用示波器，也可采用液晶显示器； 3、等效采样的概念可参考蒋焕文等编著的《电子测量》一书中取样示波器的内容，或陈尚松等编著的《电子测量与仪器》等相关资料。 课题18 程控滤波器 一 任务 设计并制作程控滤波器，其组成如图2.19所示。放大器增益可设置；低通或高通滤波器通带、截止频率等参数可设置。 二 要求 1、基本要求 （1）放大器输入正弦信号电压振幅为10mV，电压增益为40dB，增益10dB步进可调，通频带为100Hz～40kHz，放大器输出电压无明显失真。 （2）滤波器可设置为低通滤波器，其-3dB截止频率fc在1kHz～20kHz范围内可调，调节的频率步进为1kHz，2fc处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB, RL=1k(。 （3）滤波器可设置为高通滤波器，其-3dB截止频率fc在1kHz～20kHz范围内可调，调节的频率步进为1kHz，0.5fc处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB, RL=1k(。 （4）电压增益与截止频率的误差均不大于10%。 （5）有设置参数显示功能。 2、发挥部分 （1）放大器电压增益为60dB，输入信号电压振幅为10mV；增益10dB步进可调，电压增益误差不大于5%。 （2）制作一个四阶椭圆型低通滤波器，带内起伏≤1dB，－3dB通带为50kHz，要求放大器与低通滤波器在200kHz处的总电压增益小于5dB，－3dB通带误差不大于5%。 （3）制作一个简易幅频特性测试仪，其扫频输出信号的频率变化范围是100Hz～200kHz，频率步进10kHz。 （4）其他。 第三类 数据采集与处理类 课题1 多路数据采集系统 一 任务 设计一个八路数据采集系统，系统原理框图如图3.1所示。 主控器能对50米以外的各路数据，通过串行传输线（课题中用1米线代替）进行采集的显示和显示。具体设计任务是： （1）现场模拟信号产生器； （2）八路数据采集器； （3）主控器。 二 要求 1、基本要求 （1）现场模拟信号产生器：自制一正弦波信号发生器，利用可变电阻改变振荡频率，使频率在200Hz～2kHz范围变化，再经频率电压变换后输出相应1～5V直流电压（200Hz对应1V，2kHz对应5V）； （2）八路数据采集器：数据采集器第1路输入自制1～5V直流电压，第2～7路分别输入来自直流源的5，4，3，2，1，0V直流电压（各路输入可由分压器产生，不要求精度），第8路备用。将各路模拟信号分别转换成8位二进制数字信号，再经并/串变换电路，用串行码送入传输线路； （3）主控器：主控器通过串行传输线路对各路数据进行采集和显示。采集方式包括循环采集（即1路、2路……8路、……1路）和选择采集（任选一路）二种方式。显示部分能同时显示地址和相应的数据。 2、发挥部分 　　（1）利用电路补偿或其它方法提高可变电阻值变化与输出直流电压变化的线性关系； 　　（2）尽可能减少传输线数目； （3）其它功能的改进（例如：增加传输距离，改善显示功能）。 课题2 简易数字存储示波器    一 任务 设计并制作一台用普通示波器显示被测波形的简易数字存储示波器，示意图如图3.2所示。 二 要求 1、基本要求 （1）要求仪器具有单次触发存储显示方式，即每按动一次“单次触发”键，仪器在满足触发条件时，能对被测周期信号或单次非周期信号进行一次采集与存储，然后连续显示； （2）要求仪器的输入阻抗大于100kΩ，垂直分辨率为32级/div，水平分辨率为20点/div；设示波器显示屏水平刻度为10div，垂直刻度为8div； （3）要求设置0.2s/div、0.2ms/div、20μs/div三档扫描速度，仪器的频率范围为DC～50kHz，误差≤5%； （4）要求设置0.1V/div、1V/div二档垂直灵敏度，误差≤5%； （5）仪器的触发电路采用内触发方式，要求上升沿触发、触发电平可调； （6）观测波形无明显失真。 2、发挥部分 （1）增加连续触发存储显示方式，在这种方式下，仪器能连续对信号进行采集、存储并实时显示，且具有锁存（按“锁存”键即可存储当前波形）功能； （2）增加双踪示波功能，能同时显示两路被测信号波形； （3）增加水平移动扩展显示功能，要求存储深度增加一倍，并且能通过操作“移动” 键显示被存储信号波形的任一部分； （4）垂直灵敏度增加0.01V/div档，以提高仪器的垂直灵敏度，并尽力减小输入短路时的输出噪声电压； （5）其它。    三 说明 测试过程中，不能对普通示波器进行操作和调整。 课题3 数据采集与传输系统  一 任务 设计制作一个用于8路模拟信号采集与单向传输系统。系统方框图如图3.3所示。 二 要求 1、基本要求 （1）被测电压为8路0～5V分别可调的直流电压。系统具有在发送端设定8路顺序循环采集与指定某一路采集的功能； （2）采用8位A/D变换器； （3）采用3dB带宽为30kHz～50kHz的带通滤波器（带外衰减优于35dB/十倍频程）作为模拟信道； （4）调制器输出的信号峰-峰值vsp-p为0～1V可变，码元速率16k波特（码元/秒）；制作一个时钟频率可变的测试码发生器（如0101…码等），用于测试传输速率； （5）在接收端具有显示功能，要求显示被测路数和被测电压值。  2、发挥部分 （1）设计制作一个用伪随机码形成的噪声模拟发生器，伪随机码时钟频率为96kHz，周期为127位码元，生成多项式采用f(x)=x7+x3+1。其输出峰-峰值vnp-p为0～1V连续可调； （2）设计一个加法电路，将调制器输出vsp-p与噪声电压vnp-p相加送入模拟信道。在解调器输入端测量信号与噪声峰-峰值之比（vsp-p/vnp-p），当其比值分别为1、3、5时，进行误码测试。测试方法：在8路顺序循环采集模式下，监视某一路的显示，检查接收数据的误码情况，监视时间为1分钟； （3）在（vsp-p/vnp-p）=3时，尽量提高传输速率，用上述第（2）项的测试方法，检查接收数据的误码情况； （4）其它（如自制用来定量测量系统误码的简易误码率测试仪，其方框图如图3.4。等等）。 第四类 高频电子线路（无线电）类 课题1 简易无线电遥控系统 一 任务 设计并制作无线电遥控发射机和接收机。 1、无线电遥控发射机，如图4.1所示。 2、无线电遥控接收机，如图4.2所示。 二 要求 1、基本要求 （1）工作频率：fo=6～10MHz中任选一种频率； （2）调制方式：AM、FM或FSK……任选一种； （3）输出功率：不大于20mW（在标准75Ω假负载上）； （4）遥控对象：8个，被控设备用LED分别代替，LED发光表示工作； （5）接收机距离发射机不小于10m。 2、发挥部分 （1）8路设备中的一路为电灯，用指令遥控电灯亮度，亮度分为8级并用数码管显示级数； （2）在一定发射功率下（不大于20mW），尽量增大接收距离； （3）增加信道抗干扰措施； （4）尽量降低电源功耗。 注：不能采用现成的收、发信机整机。 课题2 调幅广播收音机 一 任务 利用所提供的元器件（附有资料）制作一个中波广播收音机。 二 要求 1、基本要求 （1）接收频率范围：540kHz～1600kHz； （2）调谐方式：手动电调谐； （3）输出功率：≥100mW； （4）测量灵敏度、选择性、镜像抑制比和电调谐特性（测量时用信号发生器直接注入）；写明测试方法， 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 实测值，画出曲线。 2、发挥部分 （1）自动和手动搜索电台并有存储功能（可利用所提供的锁相环器件，或其它方法实现）； （2）可预置电台数目：预置电台数目≥10个； （3）显示预置电台序号； （4）特色与创新（例如：提高性能指标，全机用单一+3V电源供电，节电，显示电台频率等）。 三 说明 1、电调谐特性是指输入信号与变容二极管控制电压之间的关系曲线。 2、所提供的元器件清单（其它元器件自备）： （1）调幅收音机单片机集成电路（带有小功率放大器），型号：CX1600P/M； （2）调幅收音机输入回路线圈和磁性天线； （3）变容二极管，型号：SVC341； （4）本振线圈； （5）用于电调谐的锁相频率合成器集成电路，型号：LC7218（可选件）； （6）7.2MHz晶体（可选件）。 课题3 短波调频接收机 一任务 设计并制作一个短波调频接收机，方框图如图4.3所示。 二 要求 1、基本要求 （1）接收频率（f0）范围8MHz～10MHz； （2）接收信号为20Hz～1000Hz音频调频信号，频偏为3kHz； （3）最大不失真输出功率≥100mW(8W)； （4）接收灵敏度≤5mV； （5）通频带f0±4kHz为－3dB； （6）选择性f0±10kHz为－30dB； （7）镜像抑制比≥20dB。 2、发挥部分 （1）可实现多种自动程控频率搜索模式（如全频率范围搜索，特定频率范围内搜索等），全频率范围搜索时间≤2分钟； （2）能显示接收频率范围内的调频电台载频值 ，显示载波频率的误差≤±5kHz； （3）进一步提高灵敏度； （4）可存储已搜索到的电台，存台数不少于20； （5）其它。 课题4 调频收音机 一 任务 用SONY公司提供的FM/AM收音机集成芯片CXA1019和锁相频率合成调谐集成芯片BU2614，制作一台调频收音机。 二 要求 1、基本要求 （1）接收FM信号频率范围88MHz～108MHz； （2）调制信号频率范围100Hz～15000Hz，最大频偏75kHz； （3）最大不失真输出功率≥100 mW（负载阻抗8Ω）； （4）接收机灵敏度≤1 mV； （5）镜像抑制性能优于20dB； （6）能够正常收听FM广播。 2、发挥部分 （1）可实现多种自动程序频率搜索（如全频率范围搜索、指定频率范围内搜索等）； （2）能显示接收频率范围内的调频电台载波频率值，显示载波频率的误差≤5kHz； （3）进一步提高灵敏度； （4）可存储已搜索到的电台，存储电台数不少于5个； （5）其它（如3V单电源整机供电、节能供电、时钟显示等）。 三 说明 1、本题提供一组SONY公司的集成芯片和元件，包括： ①FM/AM收音机集成芯片CXA1019； ②锁相频率合成调谐集成芯片BU2614； ③RF输入带通滤波器； ④10.7MHz陶瓷带通滤波器CF-2； ⑤10.7MHz陶瓷谐振器CF-3）； ⑥可调电容器； ⑦变容二极管； ⑧锁相环所用的75kHz晶体。 2、建议本振线圈与输入回路线圈垂直安装。 课题