电子设计大赛题目

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1、1题目一题目一 实用低频功率放大器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。其原理示意图如下：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（5700）mV，等效负载电阻 RL 为 8 下，放大通道 应满足： 额定输出功率 POR10W； 带宽 BW（5010000）Hz； 在 POR 下和 BW 内的非线性失真系数3%； 在 POR 下的效率55%； 在前置放大级输入端交流短接到地时，RL=8 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 方波产生：由外供正弦信号源经变换电路产生正

2、、负极性的对称方波：频率为 1000Hz、上升时 间 1s、峰-峰值电压为 200mVpp。用上述方波激励放大通道时，在 RL=8 下，放大通道应满足： 额定输出功率 POR10W；带宽 BW（5010000）Hz； 在 POR 下输出波形上升时间和下降时间12s； 在 POR 下输出波形顶部斜降2%； 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） 。 三、评分意见项 目得 分设计与总结报告：方案设计与论证，理论计算与分析， 电路图，测试方法与数据，结果分析50 基本要求实际制作完成情况50发挥部分完成第一项202完成第二项

3、10特色与创新20题目二题目二 实用信号源的设计和制作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 信号频率：20Hz20kHz 步进调整，步长为 5Hz 频率稳定度：优于 10-4 非线性失真系数3%（2）脉冲波信号源 信号频率：20Hz20kHz 步进调整，步长为 5Hz 上升时间和下降时间：1s 平顶斜降：5% 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 频率可预置。 在负载为 600 时，输出幅度为 3V。 完成 5 位频率的数字显示。 2发挥部分（1）正弦波和脉

4、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 100mV3V，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。 三、评分标准项 目得 分设计与总结报告：方案设计与论证，理论计算与分析，电路 图，测试方法与数据，结果分析50 基本要求实际制作完成情况50完成第一项10完成第二项10完成第三项5完成第四项5发挥部分特色与创新20题目三题目三 简易无线电遥控系统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。31无线电遥控发射机2无线电遥控接收机二、要求 1基本要求（1）工作频率：fo=610MHz

5、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 75 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。 三、评分意见项 目得 分设计与总结报告：方案设计与论证，理论计算与分析，电路 图，测试方法与数据，结果分析50

6、 基本要求实际制作完成情况50完成第（1）项12完成第（2）项8完成第（3）项5完成第（4）项5发挥部分特色与创新20题目四题目四 直流稳定电源直流稳定电源一、任务4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：a输出电压可调范围为+9V+12Vb最大输出电流为 1.5Ac电压调整率0.2%（输入电压 220V 变化范围15%20%下，空载到满载）d负载调整率1%（最低输入电压下，满载）e纹波电压（峰-峰值）5mV（最低输入电压下，满载）f效率40%（输出电压 9V、输入电压 220V 下，满载）g具有

7、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：a输出电流：420mA 可调b负载调整率1%（输入电压12V、负载电阻由 200300 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：a输出电压为+100V，输出电流为 10mAb电压调整率1%（输入电压变化范围+9V+12V）c负载调整率1%（输入电压+12V 下，空载到满载）d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a排除短路故障后，自动恢复为正常状态b过热保护c防止开、关机时产生的“过冲”（2）提高稳压电源的技

8、术指标a提高电压调整率和负载调整率b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a提高效率（在 100V、100mA 下）b提高输出电压（4）用数字显示输出电压和输出电流 三、评分意见项 目得 分设计与总结报告：方案设计与论证，理论分析与计算，电路图，测试 方法与数据，对测试结果的分析50 基本要求实际制作完成情况50完成第（1）项9完成第（2）项15完成第（3）项6完成第（4）项10发挥部分特色与创新105题目五题目五 水温控制系统水温控制系统一、任务 设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为 1 升净水，容器为搪瓷器皿。水温可以在一定范围内由 人工设定，并能在环

9、境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变。 二、要求 1基本要求（1）温度设定范围为 4090，最小区分度为 1，标定温度1。（2）环境温度降低时（例如用电风扇降温）温度控制的静态误差1。（3）用十进制数码管显示水的实际温度。 2发挥部分（1）采用适当的控制方法，当设定温度突变（由 40提高到 60）时，减小系统的调节时间和超 调量。（2）温度控制的静态误差0.2。（3）在设定温度发生突变（由 40提高到 60）时，自动打印水温随时间变化的曲线。 三、评分意见项 目得 分设计与总结报告：方案设计与论证，理论分析与计算，电 路图，测试方法与数据，对测试结果的分析50 基本要求实际制作完

10、成情况50减小调节时间和超调量20温度控制的静态误差0.210实现打印曲线功能10发挥部分特色与创新10题目六题目六 波形发生器波形发生器 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。 示意图如下：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。6（3）具有波形存储功能。（4）输出波形的频率范围为 100Hz20kHz（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

11、）输出波形幅度范围 05V（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 100Hz200kHz。（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： 100） 。（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） 。 三、评分标准项 目满分设计与

12、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 基本要求实际制作完成情况50完成第（1）项10完成第（2）项10完成第（3）项10完成第（4）项5完成第（5）项5发挥部分完成第（6）项10题目七题目七 高效率音频功率放大器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 8 电阻。 二、要求 1 基本要求（1）功率放大器a3dB 通频带为 300Hz3400Hz，输出正弦信号无明显失真。b最大不失真输出功率1W。

13、c输入阻抗10k，电压放大倍数 120 连续可调。d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。e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%。7（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 1 所示。 图 1 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 300Hz20kHz。（2）输出功

14、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、评分标准项 目 满分 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 基本要求 实际制作完成情况50 完成第（1）项6 完成第（2）项25 完成第（3）项4 完成第（4）项5 发挥部分 完成第（5）项10 四、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。本设计中如果采用 D 类放大方式，不允许使用 D 类功率

15、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。8E 题题 数据采集与传输系统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。系统方框图参见图 1。二、要求 1基本要求 （1）被测电压为 8 路 05V 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 30kHz50kHz 的带通

16、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 01V 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 。其输出峰-峰值 为 01V 连续可调。（2）设计一个加法电路，将调制器输出 与噪声电压 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（ ） ，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