第四屆（1999年）全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽題目

eetech

A題測(cè)量放大器

一、題目：測(cè)量放大器

二、任務(wù)







設(shè)計(jì)并制作一個(gè)測(cè)量放大器及所用的直流穩(wěn)壓電源。參見(jiàn)圖1。輸入信號(hào)VI取自橋式測(cè)量電路的輸出。當(dāng)R1＝R2＝R3＝R4時(shí)，VI＝0。R2改變時(shí)，產(chǎn)生VI 10的電壓信號(hào)。測(cè)量電路與放大器之間有1米長(zhǎng)的連接線。

三、要求

1. 基本要求

(1) 測(cè)量放大器
a、 差模電壓放大倍數(shù) AVD＝1～500，可手動(dòng)調(diào)節(jié)；
b、 最大輸出電壓為±10V，非線性誤差 ＜ 0.5％ ；
c、 在輸入共模電壓+7.5V～－7.5V范圍內(nèi)，共模抑制比 KCMR ＞105 ；
d、 在AVD＝500時(shí)，輸出端噪聲電壓的峰－峰值小于1V；
e、 通頻帶0～10Hz ；
f、 直流電壓放大器的差模輸入電阻≥2MW（可不測(cè)試，由電路設(shè)計(jì)予以保證）。
(2) 電源
設(shè)計(jì)并制作上述放大器所用的直流穩(wěn)壓電源。由單相220V交流電壓供電。交流電壓變化范圍為＋10％～－15％。
(3) 設(shè)計(jì)并制作一個(gè)信號(hào)變換放大器，參見(jiàn)圖2。將函數(shù)發(fā)生器單端輸出的正弦電壓信號(hào)不失真地轉(zhuǎn)換為雙端輸出信號(hào)，用作測(cè)量直流電壓放大器頻率特性的輸入信號(hào)。







2.發(fā)揮部分

（1）提高差模電壓放大倍數(shù)至AVD＝1000，同時(shí)減小輸出端噪聲電壓。
（2）在滿足基本要求(1)中對(duì)輸出端噪聲電壓和共模抑制比要求的條件下，將通頻帶展寬為0～100Hz以上。
（3）提高電路的共模抑制比。
（4）差模電壓放大倍數(shù)AVD可預(yù)置并顯示，預(yù)置范圍1～1000，步距為1，同時(shí)應(yīng)滿足基本要求(1)中對(duì)共模抑制比和噪聲電壓的要求。
（5）其它（例如改善放大器性能的其它措施等）。

四、評(píng)分意見(jiàn)






五、說(shuō)明

直流電壓放大器部分只允許采用通用型集成運(yùn)算放大器和必要的其它元器件組成，不能使用單片集成的測(cè)量放大器或其它定型的測(cè)量放大器產(chǎn)品。

B題 數(shù)字式工頻有效值多用表

一、題目

數(shù)字式工頻有效值多用表

二、任務(wù)

設(shè)計(jì)并制作一個(gè)能同時(shí)對(duì)一路工頻交流電（頻率波動(dòng)范圍為50 ±1Hz、有失真的正弦波）的電壓有效值、電流有效值、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)進(jìn)行測(cè)量的數(shù)字式多用表。參見(jiàn)附圖。





三、要求

1． 基本要求

（1）測(cè)量功能及量程范圍
a、 交流電壓：0～500V；
c、 有功功率：0～25kW；
d、 無(wú)功功率：0～25kvar；
e、 功率因數(shù)（有功功率/視在功率）：0～1 。
為便于本試題的設(shè)計(jì)與制作，設(shè)定待測(cè)0～500V的交流電壓、0～50A的交流電流均已經(jīng)相應(yīng)的變換器轉(zhuǎn)換為0～5V的交流電壓。
（2）準(zhǔn)確度
a、 顯示為 位（0.000～4.999），有過(guò)量程指示；
b、 交流電壓和交流電流：±（0.8％讀數(shù)＋5個(gè)字），例：當(dāng)被測(cè)電壓為300V時(shí)，讀數(shù)誤差應(yīng)小于±（0.8％×300V＋0.5V）＝±2.9V ；
c、 有功功率和無(wú)功功率：±（1.5％讀數(shù)＋8個(gè)字）；
d、 功率因數(shù)：±0.01 。
（3）功能選擇：用按鍵選擇交流電壓、交流電流、有功功率、無(wú)功功率和功率因數(shù)的測(cè)量與顯示。

2．發(fā)揮部分

（1）用按鍵選擇電壓基波及總諧波的有效值測(cè)量與顯示。
（2）具有量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能，當(dāng)變換器輸出的電壓值小于0.5V時(shí)，能自動(dòng)提高分辨力達(dá)0.01V。
（3）用按鍵控制實(shí)現(xiàn)交流電壓、交流電流、有功功率、無(wú)功功率在測(cè)試過(guò)程中的最大值、最小值測(cè)量。
（4）其它（例如擴(kuò)展功能，提高性能）。

四、評(píng)分意見(jiàn)





五、說(shuō)明

1．調(diào)試時(shí)可用函數(shù)發(fā)生器輸出的正弦信號(hào)電壓作為一路交流電壓信號(hào)；再經(jīng)移相輸出代表同一路的電流信號(hào)。
2．檢查交流電壓、交流電流有效值測(cè)量功能時(shí)，可采用函數(shù)發(fā)生器輸出的對(duì)稱(chēng)方波信號(hào)。電壓基波、諧波的測(cè)試可用函數(shù)發(fā)生器輸出的對(duì)稱(chēng)方波作為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，測(cè)試結(jié)果應(yīng)與理論值進(jìn)行比較分析。

C題 頻率特性測(cè)試儀

一、題目

頻率特性測(cè)試儀

二、任務(wù)

設(shè)計(jì)并制作一個(gè)頻率特性測(cè)試系統(tǒng)，包含測(cè)試信號(hào)源、被測(cè)網(wǎng)絡(luò)、檢波及顯示三部分。





三、要求

1．基本要求

（1）制作幅頻特性測(cè)試儀
a、頻率范圍：100Hz～100kHz；
b、頻率步進(jìn)：10Hz；
c、頻率穩(wěn)定度：10-4；
d、測(cè)量精度：5％ ；
e、能在全頻范圍和特定頻率范圍內(nèi)自動(dòng)步進(jìn)測(cè)量，可手動(dòng)預(yù)置測(cè)量范圍及步進(jìn)頻率值；
f、LED顯示，頻率顯示為5位，電壓顯示為3位，并能打印輸出。
（2）制作一被測(cè)網(wǎng)絡(luò)
a、 電路型式：阻容雙T網(wǎng)絡(luò)；
b、 中心頻率：5kHz；
c、 帶寬：±50Hz；
d、 計(jì)算出網(wǎng)絡(luò)的幅頻和相頻特性，并繪制相位曲線；
e、 用所制作的幅頻特性測(cè)試儀測(cè)試自制的被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性。

2．發(fā)揮部分

（1）制作相頻特性測(cè)試儀
a、 頻率范圍：500Hz～10kHz；
b、 相位度數(shù)顯示：相位值顯示為三位，另以一位作符號(hào)顯示；
c、 測(cè)量精度：3°。
（2）用示波器顯示幅頻特性。
（3）在示波器上同時(shí)顯示幅頻和相頻特性。
（4）其它。

四、評(píng)分意見(jiàn)



五、說(shuō)明

發(fā)揮部分(2)、(3)均用所制作的頻率特性測(cè)試儀測(cè)試自制的被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性和相頻特性。

D題 短波調(diào)頻接收機(jī)

一、題目

短波調(diào)頻接收機(jī)

二、任務(wù)

設(shè)計(jì)并制作一個(gè)短波調(diào)頻接收機(jī)，方框圖如下：







三、要求

1．基本要求

（1）接收頻率（f0）范圍：8MHz～10MHz；
（2）接收信號(hào)為20Hz～1000Hz音頻調(diào)頻信號(hào)，頻偏為3kHz；
（3）最大不失真輸出功率≥100mW(8W)；
（4）接收靈敏度≤5mV；
（5）通頻帶：f0±4kHz為－3dB；
（6）選擇性：f0±10kHz為－30dB；
（7）鏡像抑制比≥20dB。

2．發(fā)揮部分

（1）可實(shí)現(xiàn)多種自動(dòng)程控頻率搜索模式（如全頻率范圍搜索，特定頻率范圍內(nèi)搜索等），全頻率范圍搜索時(shí)間≤2分鐘；
（2）能顯示接收頻率范圍內(nèi)的調(diào)頻電臺(tái)載頻值 ，顯示載波頻率的誤差≤±5kHz；
（3）進(jìn)一步提高靈敏度；
（4）可存儲(chǔ)已搜索到的電臺(tái)，存臺(tái)數(shù)不少于20；
（5）其它。

四、評(píng)分意見(jiàn)




E題數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)

一、題目

數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)

二、任務(wù)

設(shè)計(jì)并制作一個(gè)數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)，其示意圖如下：

三、要求

1．基本要求

（1）放大器1的增益為46dB，放大器2的增益為40dB，增益均可調(diào)；
（2）帶通濾波器：通帶為300Hz～3.4kHz ；
（3）ADC：采樣頻率f s＝8kHz，字長(zhǎng)＝8位；
（4）語(yǔ)音存儲(chǔ)時(shí)間≥10秒；
（5）DAC：變換頻率f c＝8kHz，字長(zhǎng)＝8位；
（6）回放語(yǔ)音質(zhì)量良好。

2．發(fā)揮部分

在保證語(yǔ)音質(zhì)量的前提下：
（1）減少系統(tǒng)噪聲電平，增加自動(dòng)音量控制功能；
（2）語(yǔ)音存儲(chǔ)時(shí)間增加至20秒以上；
（3）提高存儲(chǔ)器的利用率（在原有存儲(chǔ)容量不變的前提下，提高語(yǔ)音存儲(chǔ)時(shí)間）；
（4）其它（例如： 校正等）。

四、評(píng)分意見(jiàn)




五、說(shuō)明

不能使用單片語(yǔ)音專(zhuān)用芯片實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)。