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1、1信号发生器一、任务设计制作一个可以输出正弦波、三角波、方波的信号发生器。二、要求1、基本要求（1） 可以输出三种波形：正弦波、三角波、方波；（2） 输出波形频率范围1kHz10kHz；（3） 在负载上输出正弦波幅度Vopp1V；（4） 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） 可以切换波形输出； （2） 输出频率可以进行显示；（3） 可以1Hz、10 Hz、100 Hz、1000 Hz 步进；（4） 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=5V1V；三、评分标准项目满分基本要求设计与总结报告：方案比较，理论分析
2、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发挥部分完成第（1）项10完成第（2）项10完成第（3）项10完成第（4）项15其他5四、方案设定1.运用放大器的基本原理构造信号发生器电路。正弦波发生电路 方波发生器参考电路三角波发生器参考电路2. 调试基本电路，了解电路原理，对电路进行改进集成，使电路可以进行调频。2多路输出直流电源设计一一、任务设计并制作交流变换为直流的多路输出稳定电源。二、要求1基本要求（1）在输入电压220V、50Hz、电压变化范围10%10%条件下，输出四路直流电源： a第一路输出电压为-5V，最大输出电流为1.5A； b第
3、二路输出电压为+12V，最大输出电流为1.5A； c第三路输出电压为+5V，最大输出电流为3A； d第四路输出电压范围030V可调，最大输出电流为1A；（2）负载调整率1%（最低输入电压下，满载）（3）纹波电压（峰-峰值）5mV（最低输入电压下，满载）（4）效率40% （5）电压调整率1%（输入电压220V变化范围10%10%下，空载到满载）（6）具有过流及短路保护功能2发挥部分（1）实现第四路输出电压数码管显示功能（2）过压保护（3）提高电压调整率和负载调整率（4）提高效率三、评分意见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
4、试结果分析50实际制作完成情况50发挥部分完成第（1）项9完成第（2）项15完成第（3）项6完成第（4）项10其他10四、方案设定LM317型稳压器电源能够输出可调的直流正电压，它内部含有过流，过热保护，输入电压为正负15V，输出为1.25（1+Rp/R）；可输出1.237V电压。CW7812、CW7805分别可以输出正12V和正5V电压，CW7912、CW7905分别可以输出负12V和负5V电压。有以上可知可以将LM317级CW系列的稳压器并联达到同时输出正负12V、正负5V及可调电压的要求。1直流稳压电源设计思路（1）电网供电电压交流220V(有效值)50Hz，要获得低压直流输出，首先必须
5、采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。（2）降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。（3）脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。（4）滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出，供给负载RL。其中：（1）电源变压器：是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。（2）整流电路：利用单向导电元件，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电（3）滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以
6、滤除，从而得到比较平滑的直流电压。（4）稳压电路：稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。五、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。3数控信号发生器这道题有计算机，是否调整一、 设计任务设计一个频率和电压都可调的信号发生器，该信号发生器能产生正弦波、矩形波和锯齿波信号，其原理示意图如下所示：“+”“”键数控部分信号输出数字显示稳压电源二、 设计要求1. 基本要求 输出正弦波、矩形波和锯齿波三种波形，用开关切
7、换输出； 信号频率在100Hz10kHz内； 具有“+”、“-”步进调整功能，步进100HZ； 可设置输出信号频率，并由数码管显示；(5) 自制稳压电源。2. 发挥部分 频率可设置在10Hz10kHz之间的任意一个值，步进10HZ； 输出信号的电压在05V；(3) 输出电压具有“+”、“-”步进调整功能，步进0.1V。 三、 评分标准项目满分基本要求方案设计与论证，理论计算与分析，电路图50实际完成情况50发挥部分完成第项15完成第项15完成第项20四、 方案设定1. 人机接口模块本系统采用44的矩阵键盘作为输入设备，用6位数码管作为显示器2. 信号发生部分方案一：由硬件产生。由硬件产生的信号
8、没有阶梯，波形光滑。如果采用压控振荡器，就可单片来控制信号的频率，能过电子开关来选择不同的振荡器投入工作，就可以输出不同的波形。不过，不同波形需要用不同的振荡器来实现，电路较复杂，难以输出超低频的信号。方案二：由软件产生。 将各种波形的数据固定在单片机的程序存储器里，通过改变这些数据的输出速度便可以改变信号的频率，通过改变D/A转换器的参考电压便可以改变信号的最大值，硬件电路简单，成本低。但输出的信号会出现阶梯。3. D/A转换部分单片输出的是数字信号，必须通过D/A转换后才能模拟信号。方案一：采用D/A转换器AD7543。AD7543是一种串行的D/A转换器，1与单片机之间的连线少，布线方便
9、，而且又是12位的D/A转换器，精度高。但串行数据传输速度慢,当频率较高时,必须减少每周期输出的点数,这将会导致阶梯现象更加明显,因此,此方案不宜使用.方案二：采用DAC0832。这是8位的并行D/A转换器，转换速度快。方案三：采用2片DAC0832。由其中一芯片的输出电压作为另一芯片的参考电压，这样就可以方便的控制最大输出电压。若采用方案二，在输出电压较低的情况下，比如为1V时，输出的最大电压只有参考电压的1/5，这将会使精度降低，而方案三刚好可以解决这个问题，因此，本系统选择了方案三。系统原理参考框图44矩阵键盘8155驱动电路6位数码管4个LED1号D/A转换器参考电压输出2号D/A转换
10、器单 片 机4 简易数控低通滤波器一、设计任务设计一个极点频率可调的，具有低通二阶滤波器。示意图如下： 直流电源微控器显示键盘通用二阶滤波器220V/50Hz 12V -12V 5V二、 设计要求1.基本要求 极点频率50Hz10kHz可调； 测试低通、高通和带通输出的幅频特性； 自制一稳压直流电源，输出12V，5V。2.发挥部分 极点频率可设置在50Hz10kHz之间的任意一个值； 增加带阻滤波功能； 将带通电压输出转换为带通电流输出，且输出电流可达1A。三、评分标准项目满分基本要求方案设计与论证，理论计算与分析，电路图50实际完成情况50发挥部分完成第项15完成第项5完成第项20三、 方案
11、设定由 DS3903 构成的音频低通滤波器如图 1 所示。该电路采用单电源供电, 电源电压范围为 2.75.5 V。包含一级前置衰减, 5.0 V供电时可处理 5.0 VP-P( 1.77RMS)输入。为了产生一个双极点(极点在同一频点)低通滤波器(每 10倍频程衰减 12 dB) , 电容 C3 必须是 C2 的 2 倍以上,可变电阻 POT0 和 POT1 设置相同值,则截止频率( fC)计算如下:fC=1.414/6.28RPOTC3 其中, RPOT 是可变电阻 POT0 和 POT2 设置对应的电阻值。5可控放大器一、任务 设计并制作一个可控放大器，其组成框图如图1所示。放大器的增益
12、可设置；低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器的通带、截止频率等参数可设置。图1可控放大器组成框图二、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，通频带为100Hz40kHz，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1kHz20kHz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=1kW。（3）滤波器可设置为高通滤波器，其-3dB截止频率fc在1kHz20kHz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=1kW。（4）截止
13、频率的误差不大于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，输入正弦信号电压振幅为10mV，增益10dB步进可调，通频带为100Hz100kHz。（2）制作一个带通滤波器，中心频率50kHz，通频带10kHz，在40kHz和60kHz频率处，要求放大器与带通滤波器的总电压增益不大于45dB。（3）上述带通滤波器中心频率可设置，设置范围40kHz60kHz，步进为2kHz。（4）电压增益、截止频率误差均不大于5%。（5）其他。三、说明1. 正弦输入信号由信号源提供。2. 放大器输出端应留测试端子。3.设计报告正文应包括系统总体框图、核心电路原理图和主要的测试结果
14、。完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果可用附件给出。四、评分标准项目满分设计报告系统方案4理论分析与计算3电路设计4测试方案与测试结果 5设计报告结构及规范性4总分20基本要求实际制作完成情况50发挥部分完成第（1）项15完成第（2）项14完成第（3）项10完成第（4）项6其他5总分50五、方案设定1. 放大电路该放大采用四级放大，第一二级各放10db 三四级分别放大20db.通过开关选通10db或20db，从而改变放大增益。增益从10db到60db，步进可调为10db，经测试该放大电路能达到题目要求。2. 滤波电路的设计使用uA741和2阶低通 高通和带通实现有源滤波电路,二阶滤波
15、使得滤波电路的下降由原来的-20dB/十倍频增加为-40dB/十倍频，使其更接近于理想情况。第二阶为电压跟随器，利用电阻分压使得前一阶滤波的放大倍数消除。低通滤波电路高通滤波器带通电路6开关稳压电源一、任务设计并制作如图1所示的开关稳压电源。图1电源框图二、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：30V36V；（2） 最大输出电流IOmax：2A；（3） U2从15V变到21V时，电压调整率SU2%（IO=2A）；（4） IO从0变到2A时，负载调整率SI5%（U2=18V）；（5） 输出噪声纹波电压峰-峰值UOPP1V（U2=18V,UO=36V,I
16、O=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）=2.50.2A；2发挥部分（1） 进一步提高电压调整率，使SU0.2%（IO=2A）；（2） 进一步提高负载调整率，使SI0.5%（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
17、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h=PO/ PIN，其中POUOIO，PINUINIIN。（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
18、便测试，合理设置测试点（参考图1）。（7） 设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果用附件给出。四、评分标准项 目应包括的主要内容或考核要点满 分设计报告方案论证DC-DC主回路拓扑；控制方法及实现方案；提高效率的方法及实现方案8 电路设计与参数计算主回路器件的选择及参数计算；控制电路设计与参数计算；效率的分析及计算；保护电路设计与参数计算；数字设定及显示电路的设计20 测试方法与数据测试方法；测试仪器；测试数据(着重考查方法和仪器选择的正确性以及数据是否全面、准确)10 测试结果分析与设计指标进行比较，分析产
19、生偏差的原因，并提出改进方法5 电路图及设计文件重点考查完整性、规范性7 总分50 基本要求实际制作完成情况50 发挥部分完成第（1）项10 完成第（2）项10 完成第（3）项15 完成第（4）项4 完成第（5）项6 其他5 总分50 7.数字抢答器一、 任务会用中规模集成电路（MSI）设计4人抢答器。二、要求基本要求 1、4路开关输入； 2 、稳定显示与输入开关编号相对应的数字14； 3、基本可以实现抢答的功能 4、用四个二极管分别显示对应的抢答输入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、具有数字显示功能； 2、输出具有唯一性和时序第一的特征；3、一轮抢答完成后通过解锁电路
20、进行解锁，准备进入下 一轮抢答；4、抢答器具有定时抢答功能；三、评分标准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50实际制作完成情况50发挥部分完成第（1）项10完成第（2）项10完成第（3）项10完成第（4）项15其他5四、方案设定 抢答器组成框图抢答器的一般组成框图如上图所示。它主要由开关阵列电路、触发锁存电路、解锁电路、编码电路和显示电路等几部分组成。1、开关阵列电路：该电路由多路开关所组成，每一名竞赛者与一组开关相对应。开关应为常开型，当按下开关时，开关闭合；当松开开关时，开关自动弹出断开。 2、触发锁存电路
21、：当某一组开关首先被按下时，触发锁存电路被触发，在对应的输出端上产生开关电平信息同时为防止其他开关随后触发而造成输出紊乱，最先产生的输出电平反馈到使能端上，将触发电路封锁。 3、解锁电路：一轮抢答完成后，应将触发器使能端强迫置1或置0（根据芯片具体情况而定），解除触发锁存电路的封锁，使锁存器重新处于等待接收状态，以便进行下一轮的抢答。 4、编码电路：将触发锁存电路输出端上产生的开关电平信息转换为相应的8421BCD码。5、显示电路：将编码电路输出的8421BCD码经显示译码驱动器，转换为数码管所需的逻辑状态，驱动LED数码管显示相应的十进制数码。 设计示例开关阵列电路的设计下图所示为4路开关阵
22、列电路。当任一开关按下时，对应输出为低电平，否则为高电平。开关阵列电路触发锁存电路的设计 下图所示为4路触发锁存电路。图中，74LS373为8D锁存器，74LS20为双-4输入与非门，74LS04为六-反相器。开关阵列电路连接在锁存器 输入端，当所有开关均未按下时，锁存器输出全为高电平， 的输出经4输入与非门和非门后的反馈信号为高电平，作用于锁存器使能端，使锁存器处于等待接受触发输入的状态；当任一开关按下时，输出信号 中相应一路为低电平，则反馈信号变为低电平，作用于锁存器使能端，使锁存器被封锁，不再继续接受触发输入，输出保持在封锁前的状态。 4路触发锁存电路 解锁电路的设计 下图所示为解锁电路
23、，开关为常开开关。当开关打开时，中的低电平输出经4输入与非门和非门，再经过2输入或门后反馈至锁存器使能端，使锁存器被封锁；当开关闭合后，2输入或门的输出被强制设为高电平，送至锁存器使能端使得锁存器重新处于等待接受触发输入的状态。 解锁电路编码电路的设计 下图所示为编码电路。图中74LS147为二-十进制优先编码器，当任意输入为低电平时，输出为相应输入编号的8421BCD码的反码，再经非门后被转换为8421BCD码编码电路 译码电路图中CD4511为显示译码驱动器，LC5011为共阴极数码管。输入的8421BCD码经显示译码后驱动数码管，显示相应的十进制数码。译码显示电路8.OCL音频功率放大器
24、一、任务设计一台OCL音频功率放大器二、要求 基本要求1、分析电路组成及工作原理； 2、单元电路设计计算； 3、采用OCL音频功率放大电路； 4、连接并调试完整电路图； 发挥部分1、最大不失真输出功率： POM= 10W 2、负载阻抗（扬声器）：RL = 8 3、频率响应：fL =100Hz ，fH = 15KHz 4、输入电压：=2.5 A 每管最大集电极功耗：W 取PCM=2.5W 注意二个功放管参数对称、接近。 2、选择互补管, 计算电阻 确定分流电阻（R19、 R21 ） 要使互补管的输出电流大部分注入到功放管基极，通常 取R19 =R20 =0.2K 平衡电阻：R18 =R20 =
25、R19/10 =0.2/10 =20 互补管最大反压 UCEM=30V 取100mA W 取200mW偏置电阻 一般： 取 取1.5mA R17 =R16五、推动级 （略）9.单键多档可调光LED节能光源一、任务设计制作一个可以单键多档可分段调光的LED节能光源。二、要求1、基本要求（5） 电路设计合理可行；（6） 元件选型正确，布局合理；（7） 调试过程无重大错误；（8） 可通过单键实现关、弱光、中光、和强光四档切换2、发挥部分在完成基本要求任务的基础上，增加如下功能：（5） 关闭状态时能自动处于待机状态，降低功耗； （6） 输出部分有相应的过流和短路保护；三、评分标准项目满分基本要求设计与
26、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60实际制作完成情况60发挥部分完成第（1）项20完成第（2）项10其他10四、设计方案提示1. 运用移位寄存器，实现档位切换；2运放构成加法器，实现强中弱信号输出不同电压；3. 运放构成V/I转换，实现LED灯的可变恒流驱动。 10.可调数显延时报警器一、任务设计制作一个可以设定不同延时时间（010Min）的延时报警器。二、要求1、基本要求1. 电路设计合理可行；2元件选型正确，布局合理；3调试过程无重大错误；4能完成不同设定时间的延时报警。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可实时数显剩余时间；2可数字设定延时时间；三、评分标准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60实际制作完成情况60发挥部分完成第（1）项20完成第（2）项10其他10四、设计方案提示1. 运用CD4060+晶振32768Hz实现精确秒脉冲；2 运用74LS192构成看可预置计数器；3. 运用CD4511构成数码管显示。
