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1、题目一 数字幅频均衡功率放大器一、任务设计并制作一个数字幅频均衡功率放大器。该放大器包括前置放大、带阻网络、数字幅频均衡和低频功率放大电路，其组成框图如图1所示。图1 数字幅频均衡功率放大器组成框图二、要求1基本要求（1）前置放大电路要求：a. 小信号电压放大倍数不小于400倍（输入正弦信号电压有效值小于10mV）。b. -1dB通频带为20Hz20kHz。c. 输出电阻为600W。（2）制作带阻网络对前置放大电路输出信号v1进行滤波，以10kHz时输出信号v2电压幅度为基准，要求最大衰减10dB。带阻网络具体电路见题目说明1。（3）应用数字信号处理技术，制作数字幅频均衡电路，对带阻网络输出的
2、20Hz20kHz信号进行幅频均衡。要求：a. 输入电阻为600W。b. 经过数字幅频均衡处理后，以10kHz时输出信号v3电压幅度为基准，通频带20Hz20kHz内的电压幅度波动在1.5dB以内。2. 发挥部分制作功率放大电路，对数字均衡后的输出信号v3进行功率放大，要求末级功放管采用分立的大功率MOS晶体管。（1）当输入正弦信号vi电压有效值为5mV、功率放大器接8W电阻负载（一端接地）时，要求输出功率10W，输出电压波形无明显失真。（2）功率放大电路的-3dB通频带为20Hz20kHz。（3）功率放大电路的效率60。（4）其他。三、说明1题目基本要求中的带阻网络如图2所示。图中元件值是标
3、称值，不是实际值，对精度不作要求，电容必须采用铝电解电容。图2 带阻网络2本题中前置放大电路电压放大倍数是在输入信号vi电压有效值为5mV的条件下测试。3题目发挥部分中的功率放大电路不得使用MOS集成功率模块。4本题中功率放大电路的效率定义为：功率放大电路输出功率与其直流电源供给功率之比，电路中应预留测试端子，以便测试直流电源供给功率。5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、重要的源程序用附件给出。四、评分标准项目主要内容满分设计报告系统方案总体方案设计6理论分析与设计前置放大电路设计功率放大电路设计数字幅频均衡电路设计数字处理算法设计
4、12电路与程序设计总体电路工作流程4测试方案与测试结果调试方法与仪器测试数据完整性测试结果分析5设计报告结构及规范性摘要设计报告正文的结构图表的规范性3总分： 30基本要求实际制作完成情况50发挥部分完成第(1)项13完成第(2)项12完成第(3)项20其他5总分： 50完成第（3）项15完成第（4）项10其他5总分50题目二 频率特性测试仪一、题目频率特性测试仪二、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。三、要求1基本要求（1）制作幅频特性测试仪a、频率范围：100Hz100kHz；b、频率步进：10Hz；c、频率稳定度：10-4；d、测量精度：5 ；
5、e、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；f、LED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a、 电路型式：阻容双T网络；b、 中心频率：5kHz；c、 带宽：50Hz；d、 计算出网络的幅频和相频特性，并绘制相位曲线；e、 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a、 频率范围：500Hz10kHz；b、 相位度数显示：相位值显示为三位，另以一位作符号显示；c、 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。四、评分意见 项 目满
6、 分基本要求设计与总结报告：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实际制作完成情况50发挥部分完成第一项20完成第二项10完成第三项10完成第四项10五、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。题目三 二阶系统动态响应测试仪一、任务要求采用FPGA实验平台设计一个二阶系统动态响应测试仪，系统组成框图如图1：二、要求1.基本部分(1)设计并制作保证二阶系统正常工作所需要的一组12V直流电源及FPGA实验平台供电电源。(2)安装并调试好图2所示的二阶电路系统。(3)设计并制作输出1V的直流阶跃信号源，要求阶
7、跃信号的上升时间小于0.5uS,输出直流信号电压的值在10.1V内。(4)当给该二阶系统加入1V的阶跃信号时，显示并测量二阶系统的动态响应峰值时间tp，测量误差小于5%。(5)显示并测量二阶系统的超调量p，测量误差小于5%。(6)显示并测量二阶系统的调节时间ts(取为2%)，测量误差小于5%。2.发挥部分(1)要求直流信号源输出0.5V1.5V步进可调，步进大小为0.1V。(2) 要求显示二阶系统瞬态响应曲线。（3）进一步提高测量二阶系统性能指标的精度。(4) 利用FPGA端口，设计一单脉冲信号源，要求脉冲宽度为0.1uS1000uS范围内可任意设置。（可不考虑脉冲源的带负载能力大小）(5)
8、利用FPGA设计一个频率为100kHz，要求误差小于2%；幅值为20.1V的三角波信号。(6)其他。三、评分标准项 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发挥部分完成第（1）项10完成第（2）项10完成第（3）项5完成第（4）项 10完成第（5）项10完成第（6）项 5说明：1、有关二阶系统的知识请参阅有关教材内容。2、被测试的二阶系统的电路如图2所示。 3、关于二阶系统瞬态参数的定义：（1） 峰值时间tp：从施加阶跃信号开始，二阶系统输出到达最大值所需要的时间。（2）超调量p：
9、二阶系统输出响应的最大峰值与稳态值之间的差。（3）调节时间ts：输出响应值与稳态值之间的差小于规定稳态值值百分数的时间。4、在制作二阶系统时，要留有方便更换电阻R的插孔或端子。5、允许外加必要的辅助测量电路。题目四 简易数控直流电源 一、设计任务设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。其原理示意图如下： 二、设计要求1基本要求 （1）输出电压：范围09.9V，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
10、压可预置在09.9V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）。三、评分意见 项 目得 分基本要求方案设计与论证、理论计算与分析、电路图30实际完成情况50总结报告20题目五 数控直流电流源一、任务键盘控制器电流源负载显示器电 源设计并制作数控直流电流源。输入交流200240V，50Hz；输出直流电压10V。其原理示意图如下所示。二、要求1、基本要求（1）输出电流范围：200mA2000mA；（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
11、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20mA2000mA，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、评分标准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
12、试方法与仪器，测试数据及测试结果分析。50实际完成情况50发挥部分完成第(1)项4完成第(2)项20完成第(3)项16完成第(4)项5其他5四、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。题目六 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SU
13、2%（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,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）=2.50.2A；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、
