会计学1全国大学生电子设计竞赛全国大学生电子设计竞赛(jìngsài)题目与题目与分析分析第一页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院2 2理论学时：理论学时：6学时学时教学目标：教学目标：1、介绍全国大学生电子设计竞赛的基本情况、介绍全国大学生电子设计竞赛的基本情况2、竞赛命题原则及要求、竞赛命题原则及要求3、题目分析、题目分析教学重点：教学重点：对试题对试题(shìtí)的分析，掌握电子设计竞赛试题的分析，掌握电子设计竞赛试题(shìtí)的特点与要求的特点与要求第1页/共78页第二页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院3 36.1 全国大学生电子全国大学生电子(diànzǐ)设计竞赛简介设计竞赛简介1．指导思想与目的．指导思想与目的 全国大学生电子全国大学生电子(diànzǐ)设计竞赛是教设计竞赛是教育部倡导的大学生学科竞赛之一，是面向育部倡导的大学生学科竞赛之一，是面向大学生的群众性科技活动，目的在于推动大学生的群众性科技活动，目的在于推动高等学校促进信息与电子高等学校促进信息与电子(diànzǐ)类学科课类学科课程体系和课程内容程体系和课程内容 的改革，有助于高等学的改革，有助于高等学校实施素质教育，培养大学生的实践创新校实施素质教育，培养大学生的实践创新意识与基本能力、团队协作的人文精神和意识与基本能力、团队协作的人文精神和理论联系实际的学风；有助于学生工程实理论联系实际的学风；有助于学生工程实践素质的培养、提践素质的培养、提 高学生针对实际问题进高学生针对实际问题进行电子行电子(diànzǐ)设计制作的能力；有助于吸设计制作的能力；有助于吸引、鼓励广大青年学生踊跃参加课外科技引、鼓励广大青年学生踊跃参加课外科技活动，为优秀人才的脱颖而出创造条件。
活动，为优秀人才的脱颖而出创造条件第2页/共78页第三页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院4 42．竞赛特点与特色．竞赛特点与特色(tèsè) 全国大学生电子设计竞赛的特点是与高全国大学生电子设计竞赛的特点是与高等学校相关专业的课程体系和课程内容改等学校相关专业的课程体系和课程内容改革密切结合，以推动其课程教学、教学改革密切结合，以推动其课程教学、教学改革和实验室建设工作竞赛的特色革和实验室建设工作竞赛的特色(tèsè)是是与理论与理论 联系实际学风建设紧密结合，竞赛联系实际学风建设紧密结合，竞赛内容既有理论设计，又有实际制作，以全内容既有理论设计，又有实际制作，以全面检验和加强参赛学生的理论基础和实践面检验和加强参赛学生的理论基础和实践创新能力创新能力第3页/共78页第四页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院5 53．组织运行模式．组织运行模式 全国大学生电子设计竞赛的组织运行全国大学生电子设计竞赛的组织运行模式为：模式为：“政府主办、专家主导、学生主政府主办、专家主导、学生主体、社会体、社会(shèhuì)参与参与”十六字方针，以十六字方针，以充分调动各方面的参与积极性。
充分调动各方面的参与积极性第4页/共78页第五页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院6 64．领导．领导 全国大学生电子设计竞赛由教育部高等全国大学生电子设计竞赛由教育部高等教育司和信息产业部人事司共同主办，负责教育司和信息产业部人事司共同主办，负责(fùzé)领导全国范围内的竞赛工作各地竞领导全国范围内的竞赛工作各地竞赛事宜由地方教委（厅、局）统一领导为赛事宜由地方教委（厅、局）统一领导为保证竞赛顺利开展，组建全国及各赛区竞赛保证竞赛顺利开展，组建全国及各赛区竞赛组织委员会和专家组组织委员会和专家组第5页/共78页第六页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院7 75．组织委员会．组织委员会（（1）全国竞赛）全国竞赛(jìngsài)组织委员会由教育部、组织委员会由教育部、信息产业部、部分参赛省市教育主管部门负责信息产业部、部分参赛省市教育主管部门负责人或有关学校专家组成，组委会成员由教育部人或有关学校专家组成，组委会成员由教育部高等教育司以文函形式任命，每届全国竞赛高等教育司以文函形式任命，每届全国竞赛(jìngsài)组织委员会和赛区组委会任期四年。
组织委员会和赛区组委会任期四年全国竞赛全国竞赛(jìngsài)组委会设立秘书处，设秘书组委会设立秘书处，设秘书长一人，常务副秘书长一人，副秘书长若干人，长一人，常务副秘书长一人，副秘书长若干人，主持全国大学生电子设计竞赛主持全国大学生电子设计竞赛(jìngsài)的日常的日常工作第6页/共78页第七页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院8 8（（2）各赛区竞赛组委会由省（自治区）、直）各赛区竞赛组委会由省（自治区）、直辖市教委（厅、局）、高校代表辖市教委（厅、局）、高校代表(dàibiǎo)及及电子类专家、企事业代表电子类专家、企事业代表(dàibiǎo)组成，负组成，负责本赛区的竞赛组织领导工作责本赛区的竞赛组织领导工作3）原则上以省（自治区）、直辖市独立组）原则上以省（自治区）、直辖市独立组成一个赛区若参赛学校少于成一个赛区若参赛学校少于3所或参赛队少所或参赛队少于于20个队时，可与邻近省市联合组成一个赛个队时，可与邻近省市联合组成一个赛区第7页/共78页第八页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院9 96．专家组．专家组（（1）全国只组建一个全国专家组，主要）全国只组建一个全国专家组，主要由来自高等学校电子及其相关专业的专家由来自高等学校电子及其相关专业的专家组成，全国专家组由责任专家、专家和专组成，全国专家组由责任专家、专家和专家库成员三个人员层面构成，全国竞赛的家库成员三个人员层面构成，全国竞赛的命题和评审工作以责任专家为主体命题和评审工作以责任专家为主体(zhǔtǐ)。
2）各赛区成立赛区专家组，由赛区内）各赛区成立赛区专家组，由赛区内高校电子及其相关专业的专家组成，负责高校电子及其相关专业的专家组成，负责本赛区的竞赛征题、评审工作本赛区的竞赛征题、评审工作第8页/共78页第九页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院10107．参赛单位．参赛单位 以高等学校为基本参赛单位，参赛学以高等学校为基本参赛单位，参赛学校应成立电子校应成立电子(diànzǐ)竞赛工作领导小组，竞赛工作领导小组，负责本校学生的参赛事宜，包括组队、报负责本校学生的参赛事宜，包括组队、报名、赛前准备、赛期管理和赛后总结等名、赛前准备、赛期管理和赛后总结等8．参赛队和参赛学生．参赛队和参赛学生 每支参赛队由三名学生组成，具有正每支参赛队由三名学生组成，具有正式学籍的全日制在校本、专科生均有资格式学籍的全日制在校本、专科生均有资格报名参赛报名参赛第9页/共78页第十页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院11116.2 竞赛命题原则及要求1、竞赛内容 （1）以电子电路（含模拟和数字电路）应用设计为主要内容，可以涉及模-数混合(hùnhé)电路、单片机、可编程器件、EDA软件工具和PC机（主要用于开发）的应用。
题目包括“理论设计”和“实际制作与调试”两部分竞赛题目应具有实际意义和应用背景，并考虑到目前教学的基本内容和新技术的应用趋势，同时对教学内容和课程体系改革起一定的引导作用第10页/共78页第十一页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院1212（（2）题目着重考核学生综合运用基础）题目着重考核学生综合运用基础知识进行理论设计的能力，考核学生的知识进行理论设计的能力，考核学生的创新精神和独立工作能力，考核学生的创新精神和独立工作能力，考核学生的实验技能实验技能(制作、调试制作、调试)3）题目在难易程度方面，既要考虑）题目在难易程度方面，既要考虑使一般使一般(yībān)参赛学生能在规定的时参赛学生能在规定的时间内完成基本要求，又能使优秀学生有间内完成基本要求，又能使优秀学生有发挥与创新的余地发挥与创新的余地第11页/共78页第十二页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院13132、竞赛题目、竞赛题目 竞赛题目是保证竞赛工作顺利开展的竞赛题目是保证竞赛工作顺利开展的关键，应由全国关键，应由全国(quán ɡuó)专家组制定命专家组制定命题原则，赛前发至各赛区。
全国题原则，赛前发至各赛区全国(quán ɡuó)竞赛命题应在广泛开展赛区征题的基竞赛命题应在广泛开展赛区征题的基础上由全国础上由全国(quán ɡuó)竞赛命题专家统一竞赛命题专家统一进行命题全国进行命题全国(quán ɡuó)竞赛命题专家竞赛命题专家组以责任专家为主体，并与部分全国组以责任专家为主体，并与部分全国(quán ɡuó)专家组专家和高职高专学校专专家组专家和高职高专学校专家组合而成家组合而成第12页/共78页第十三页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院1414 全国竞赛采用两套题目，即本科生组全国竞赛采用两套题目，即本科生组题目和高职高专学生组题目，参赛的本题目和高职高专学生组题目，参赛的本科生只能选本科生组题目；高职高专学科生只能选本科生组题目；高职高专学生原则上选择高职高专学生组题目，但生原则上选择高职高专学生组题目，但也可选择本也可选择本 科生组题目，并按本科生组科生组题目，并按本科生组题目的标准题目的标准(biāozhǔn)进行评审只要进行评审只要参赛队中有本科生，该队只能选择本科参赛队中有本科生，该队只能选择本科生组题目，并按本科生组题目的标准生组题目，并按本科生组题目的标准(biāozhǔn)进行评审。
凡不符合上述选进行评审凡不符合上述选题规定题规定 的作品均视为无效，赛区不予以的作品均视为无效，赛区不予以评审 第13页/共78页第十四页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院15156.3 电子设计竞赛的题目电子设计竞赛的题目(tímù)分分析析n n（（（（1 1 1 1）电源类）电源类）电源类）电源类n n简易数控直流电源简易数控直流电源简易数控直流电源简易数控直流电源( ( ( (第一届第一届第一届第一届),),),),直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源( ( ( (第第第第三届三届三届三届););););n n(2)(2)(2)(2)信号源类信号源类信号源类信号源类n n实用信号源的设计实用信号源的设计实用信号源的设计实用信号源的设计(shèjì)(shèjì)(shèjì)(shèjì)和制作和制作和制作和制作( ( ( (第二届第二届第二届第二届),),),),波波波波形发生器形发生器形发生器形发生器( ( ( (第五届第五届第五届第五届),),),),电压控制电压控制电压控制电压控制LCLCLCLC振荡器振荡器振荡器振荡器(A(A(A(A题题题题)()()()(第六届第六届第六届第六届););););第14页/共78页第十五页，共79页。
信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院1616n n (3) 高频无线电类n n 简易无线电遥控系统(第二届),调幅广播收音机(第三届),短波调频接收机(第四届),调频收音机(第五届);n n(4) 放大器类n n 实用低频功率放大器(第二届),高效率音频(yīnpín)功率放大器(第五届),宽带放大器(B题)(第六届);第15页/共78页第十六页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院1717n n(5) 仪器仪表类仪器仪表类n n 简易电阻、电容和电感测试仪（第二简易电阻、电容和电感测试仪（第二届），简易数字频率计（第三届），频率特届），简易数字频率计（第三届），频率特性测试仪（第四届），数字式工频有效值多性测试仪（第四届），数字式工频有效值多用表（第四届），简易数字存储示波器（第用表（第四届），简易数字存储示波器（第五届），低频数字式相位五届），低频数字式相位(xiàngwèi)测量仪测量仪（（C题）（第六届），简易逻辑分析仪（题）（第六届），简易逻辑分析仪（D题）（第六届）；题）（第六届）；第16页/共78页第十七页，共79页。
信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院1818n n（（6 6）数据采集与处理类）数据采集与处理类n n多路数据采集系统多路数据采集系统（第一届）；数字化语音（第一届）；数字化语音(yǔyīn)(yǔyīn)存储与回放系统（第存储与回放系统（第四届），数据采集与传输系统四届），数据采集与传输系统（第五届）第五届）n n（（7 7）控制类）控制类n n水温控制系统采集系水温控制系统采集系统（第三届），自动往返电动统（第三届），自动往返电动小气车（第五届）；简易智能小气车（第五届）；简易智能电动车（电动车（E E题）（第六届）；题）（第六届）；液体点滴速度监控装置（液体点滴速度监控装置（F F题）题）（第六届）第六届）第17页/共78页第十八页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院1919 电子设计竞赛既不是单纯的理论设计竞赛电子设计竞赛既不是单纯的理论设计竞赛也不仅仅是实验竞赛，而是由一个参赛队共同也不仅仅是实验竞赛，而是由一个参赛队共同设计、制作完成一个特定工程背景的题目的优设计、制作完成一个特定工程背景的题目的优劣与快慢的竞赛。
它既强调理论设计，更强调劣与快慢的竞赛它既强调理论设计，更强调系统实现它考核了学生综合运用基础知识的系统实现它考核了学生综合运用基础知识的能力，更注重考察学生的创新能力，更注重考察学生的创新(chuàngxīn)意意识题目涉及的内容是一个课程群，而非单一识题目涉及的内容是一个课程群，而非单一的一门课程因此，竞赛的形式与内容基本上的一门课程因此，竞赛的形式与内容基本上符合面向符合面向21世纪人才培养的目标和需求，是对世纪人才培养的目标和需求，是对传统教学方法的一个挑战，同时，竞赛成绩也传统教学方法的一个挑战，同时，竞赛成绩也能从一个侧面反映了这个课程群的教学水平和能从一个侧面反映了这个课程群的教学水平和教学改革的成败教学改革的成败第18页/共78页第十九页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院20206.1.1 电源类题目分析电源类题目分析 电源类题目有电源类题目有“简易数控直简易数控直流电源（第一届），流电源（第一届），1994年）年）”和和“直流稳压电源（第三届，直流稳压电源（第三届，2019年）年）” “简易数控直流电源简易数控直流电源”要求要求设计制作一个输出电压数控设计制作一个输出电压数控可调直流稳压电源。
涉及到可调直流稳压电源涉及到的基础知识与制作能力包含的基础知识与制作能力包含(bāohán)：交流电源降压和：交流电源降压和整流，直流电压稳压和调节，整流，直流电压稳压和调节，单片机，数字显示与控制等单片机，数字显示与控制等第19页/共78页第二十页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院2121 “直流稳压电源直流稳压电源”要求设计制作一个交要求设计制作一个交流流(jiāoliú)变换为直流的稳定电源涉及变换为直流的稳定电源涉及到的基础知识与制作能力包含：交流到的基础知识与制作能力包含：交流(jiāoliú)电源降压和整流，直流电压稳压电源降压和整流，直流电压稳压和调节，恒流电流源，和调节，恒流电流源，DC—DC变换器，变换器，单片机，数字显示与控制等单片机，数字显示与控制等 各题目具体要求如下各题目具体要求如下 第20页/共78页第二十一页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院22221、简易、简易(jiǎnyì)数控直流电源数控直流电源 n n一、设计任务一、设计任务n n设计出有一定设计出有一定(yīdìng)(yīdìng)输出电压范输出电压范围和功能的数控电源。
其原理示意图如下：围和功能的数控电源其原理示意图如下：第21页/共78页第二十二页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院2323二、设计要求二、设计要求1．基本要求．基本要求 （ （1）输出电压：范围）输出电压：范围0～＋～＋9.9V，步，步进进0.1V，纹波不大于，纹波不大于10mV （（2）输出电流：）输出电流：500mA；； （ （3）输出电压值由数码管显示；）输出电压值由数码管显示； （ （4）由）由“＋＋”、、“－－”两键分别控制两键分别控制输出电压步进增减；输出电压步进增减； （ （5）为实现）为实现(shíxiàn)上述几部件工上述几部件工作，自制一稳压直流电源，输出作，自制一稳压直流电源，输出±15V，＋，＋5V ；； 第22页/共78页第二十三页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院24242．发挥部分．发挥部分 （ （1）输出电压可预置在）输出电压可预置在0～～9.9V之之间的任意一个值；间的任意一个值； （ （2）用自动扫描代替人工按键，实）用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进现输出电压变化（步进0.1V不变）；不变）； （ （3）扩展输出电压种类）扩展输出电压种类(zhǒnglèi)（比如三角波等）。
比如三角波等）第23页/共78页第二十四页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院25252、直流稳定、直流稳定(wěndìng)电源电源 n n一、任务一、任务n n设计并制作交流变换为直流的稳设计并制作交流变换为直流的稳定电源n n二、要求二、要求n n1 1．基本要求．基本要求 （ （1 1）稳压电源）稳压电源 在输入电压在输入电压220V220V、、50Hz50Hz、电压变化范围、电压变化范围(fànwéi)(fànwéi)＋＋15%15%～－～－20%20%条件下：条件下： a a．输出电压可调范围．输出电压可调范围(fànwéi)(fànwéi)为为+9V+9V～～+12V+12V b b．最大输出电流为．最大输出电流为1.5A1.5A c c．电压调整率．电压调整率≤0.2%≤0.2%（输入（输入电压电压220V220V变化范围变化范围(fànwéi)(fànwéi)＋＋15%15%～－～－20%20%下，空载到满载）下，空载到满载）第24页/共78页第二十五页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院2626 d．负载调整率．负载调整率≤1%（最低输入电压下，（最低输入电压下，满载满载(mǎnzài)）） e．纹波电压（峰．纹波电压（峰-峰值）峰值）≤5mV（最低（最低输入电压下，满载输入电压下，满载(mǎnzài)）） f．效率．效率≥40%（输出电压（输出电压9V、输入电、输入电压压220V下，满载下，满载(mǎnzài)）） g．具有过流及短路保护功能．具有过流及短路保护功能 第25页/共78页第二十六页，共79页。
信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院2727（（2）稳流电源）稳流电源 在输入电压固定为＋在输入电压固定为＋12V的条件下：的条件下： a．输出．输出(shūchū)电流：电流：4～～20mA可调可调 b．负载调整率．负载调整率≤1%（输入电压＋（输入电压＋12V、负载电阻由、负载电阻由200Ω～～300Ω变化时，输出变化时，输出(shūchū)电流为电流为20mA时的相对变时的相对变化率）化率）（（3））DC-DC变换器变换器 在输入电压为在输入电压为+9V～～+12V条件下：条件下： 第26页/共78页第二十七页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院2828a a．输出电压为．输出电压为．输出电压为．输出电压为+100V+100V，输出电流为，输出电流为，输出电流为，输出电流为10mA10mA b b．电压调整率．电压调整率．电压调整率．电压调整率≤1%≤1%（输入电压变化范围（输入电压变化范围（输入电压变化范围（输入电压变化范围(fànwéi)+9V(fànwéi)+9V～～～～+12V+12V）））） c c．负载调整率．负载调整率．负载调整率．负载调整率≤1%≤1%（输入电压（输入电压（输入电压（输入电压+12V+12V下，空载下，空载下，空载下，空载到满载）到满载）到满载）到满载） d d．纹波电压（峰．纹波电压（峰．纹波电压（峰．纹波电压（峰- -峰值）峰值）峰值）峰值）≤100mV ≤100mV （输入电压（输入电压（输入电压（输入电压+9V+9V下，满载）下，满载）下，满载）下，满载） 第27页/共78页第二十八页，共79页。
信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院29292．发挥部分．发挥部分 （ （1）扩充功能）扩充功能 a．排除短路故障后，自动恢复为正常．排除短路故障后，自动恢复为正常(zhèngcháng)状态状态 b．过热保护．过热保护 c．防止开、关机时产生的．防止开、关机时产生的“过冲过冲” （ （2）提高稳压电源的技术指标）提高稳压电源的技术指标 a．提高电压调整率和负载调整率．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．扩大输出电压调节范围和提高最大输出电流值 （ （3）改善）改善DC-DC变换器变换器 a．提高效率（在．提高效率（在100V、、100mA下）下） b．提高输出电压．提高输出电压 （ （4）用数字显示输出电压和输出电流）用数字显示输出电压和输出电流 第28页/共78页第二十九页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院30303. 例：简易例：简易(jiǎnyì)数控直流电源数控直流电源n n（（1 1）采用单片机的简易数控直流电源设计方案）采用单片机的简易数控直流电源设计方案n n采用单片机作为控制器的简易数控直流数控直流电源设计方案如图采用单片机作为控制器的简易数控直流数控直流电源设计方案如图6.3.16.3.1所示。
设计方案中采用所示设计方案中采用80318031单片机完成整个单片机完成整个(zhěnggè)(zhěnggè)数控个部数控个部分的功能采用分的功能采用82798279作为键盘作为键盘/ /显示器接口控制器，不仅简化接口引显示器接口控制器，不仅简化接口引线，而且减小了软件对键盘线，而且减小了软件对键盘/ /显示器的查询时间，提高了显示器的查询时间，提高了80318031单片机单片机的利用率的利用率 第29页/共78页第三十页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院3131 输出部分采用输出部分采用D/A 0832及运算放大器及运算放大器OP07输出电压波形与输出电压波形与D/A变换输出波形相变换输出波形相同，不仅可以同，不仅可以(kěyǐ)输出直流电平，而且输出直流电平，而且只要预先生成波形的量化数据，就可以只要预先生成波形的量化数据，就可以(kěyǐ)产生多种波形输出显示部分采用产生多种波形输出显示部分采用3位半的数字电压表位半的数字电压表(DVM)直接对输出电压直接对输出电压进行采样并显示输出实际电压值，一旦系进行采样并显示输出实际电压值，一旦系统工作异常，出现预置值与输出值偏差过统工作异常，出现预置值与输出值偏差过大，用户可以大，用户可以(kěyǐ)根据该信息予以处理。
根据该信息予以处理第30页/共78页第三十一页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院3232键盘键盘数码显示数码显示键盘键盘/显示器显示器接口接口8279电压电压预置预置8031基本基本系统系统DCA0832基准基准电压电压基准基准电压电压基准基准电压电压基准基准电压电压基准基准电压电压输出输出图图6.3.1 采用采用(cǎiyòng)单片机的简易数控直流电源设计单片机的简易数控直流电源设计方案方案第31页/共78页第三十二页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院3333（（2）采用中小规模集成电路的简易数控直）采用中小规模集成电路的简易数控直流电源设计方案流电源设计方案 采用中小规模集成电路的简易数控直流采用中小规模集成电路的简易数控直流电源设计方案如图电源设计方案如图6.3.2所示系统由数字控所示系统由数字控制部分、制部分、D/A变换部分及可调稳压部分三部变换部分及可调稳压部分三部分组成除了上述的三大部分之外，还包括分组成除了上述的三大部分之外，还包括一些附加的功能电路，如电压一些附加的功能电路，如电压(diànyā)显示、显示、控制、防止误操作、波形发生器电路等。
控制、防止误操作、波形发生器电路等第32页/共78页第三十三页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院3434 系统中数字控制部分用系统中数字控制部分用+/-按键控制产生按键控制产生可增加或减少可增加或减少BCD码，码，BCD码输入到码输入到D/A变换，变换成相应的电压，此电压通过放大变换，变换成相应的电压，此电压通过放大到合适到合适(héshì)的电平后加到可调稳压部分，的电平后加到可调稳压部分，控制输出电压以手动控制输出电压以手动0.1V的电压步进或步的电压步进或步减，或自动连续步进（减），或直接变化到减，或自动连续步进（减），或直接变化到某一设定的电压值某一设定的电压值第33页/共78页第三十四页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院3535电源电源单稳消颤单稳消颤频率源频率源 CD4060显示电路显示电路CD4511数字控制数字控制D/A交换交换可调稳压可调稳压信号发生器信号发生器电压输出电压输出波形输出波形输出图图6.3.2 采用采用(cǎiyòng)中小规模集成电路的简易数控直流电源设计方案中小规模集成电路的简易数控直流电源设计方案第34页/共78页第三十五页，共79页。
信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院36366.3.2 信号源题目信号源题目(tímù)分析分析n n 信号源类有信号源类有“实用信号源的设实用信号源的设计和制作计和制作(zhìzuò)（第二届，（第二届，2019年）年）”、、“波形发生器（第波形发生器（第五届，五届，2019年）年）”和和“电压控制电压控制LC振荡器（第六届，振荡器（第六届，2019年）年）”n n “实用信号源的设计和制作实用信号源的设计和制作(zhìzuò)”要求设计制作要求设计制作(zhìzuò)一个正弦波和脉冲波信号源，频一个正弦波和脉冲波信号源，频率范围率范围20Hz~20kHz，低频信号，低频信号源涉及到得基础知识与制作源涉及到得基础知识与制作(zhìzuò)能力包含：能力包含：RC振荡器，振荡器，脉冲振荡器，数字可调点位器，脉冲振荡器，数字可调点位器，单片机，数字显示与控制等单片机，数字显示与控制等第35页/共78页第三十六页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院3737 “波形发生器波形发生器”要求设计制作一个能产生正弦波、要求设计制作一个能产生正弦波、方波、三角波和由用户编辑的特定方波、三角波和由用户编辑的特定(tèdìng)形状波形形状波形的波形发生器，频率范围的波形发生器，频率范围100Hz~20kHz，低频信号，低频信号源，涉及到的基础知识与制作能力包含：单片机或者源，涉及到的基础知识与制作能力包含：单片机或者可编程逻辑器件，存储器，数字显示与控制，滤波器可编程逻辑器件，存储器，数字显示与控制，滤波器等。
等 “电压控制电压控制LC振荡器振荡器”要求设计制作一个电压控制要求设计制作一个电压控制LC振荡器，频率范围振荡器，频率范围15MHz~35MHz，高频信号源高频信号源涉及到的基础知识与制作能力包含：单片机或者可编涉及到的基础知识与制作能力包含：单片机或者可编程逻辑器件，程逻辑器件，PLL，，LC振荡器，数字显示与控制，滤振荡器，数字显示与控制，滤波器，高频功率放大器等波器，高频功率放大器等 各题目具体要求如下各题目具体要求如下第36页/共78页第三十七页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院38381、实用、实用(shíyòng)信号源的设计信号源的设计和制作和制作 n n一、任务一、任务n n在给定在给定±15V±15V电源电压电源电压(diànyā)(diànyā)条件下，设条件下，设计并制作一个正弦波和脉冲波信号源计并制作一个正弦波和脉冲波信号源n n二、要求二、要求n n1 1．基本要求．基本要求 （ （1 1）正弦波信号源）正弦波信号源 ①①信号频率：信号频率：20Hz20Hz～～20kHz20kHz步进调整，步进调整，步长为步长为5Hz5Hz ②②频率稳定度：优于频率稳定度：优于10-410-4 ③③非线性失真系数非线性失真系数≤3%≤3%第37页/共78页第三十八页，共79页。
信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院3939（（2）脉冲波信号源）脉冲波信号源 ①① 信号频率：信号频率：20Hz～～20kHz步进调整，步进调整，步长为步长为5Hz ②② 上升时间和下降时间：上升时间和下降时间：≤1μs ③③ 平顶斜降：平顶斜降：≤5% ④④ 脉冲占空比：脉冲占空比：2%～～98%步进可调，步步进可调，步长为长为2% （ （3）上述两个信号源公共要求）上述两个信号源公共要求 ①① 频率可预置频率可预置 ②② 在负载为在负载为600Ω时，输出幅度时，输出幅度(fúdù)为为3V ③③ 完成完成5位频率的数字显示位频率的数字显示 第38页/共78页第三十九页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院40402．发挥部分．发挥部分 （ （1）正弦波和脉冲波频率步长改为）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）正弦波和脉冲波幅度可步进调整，调整范围为整，调整范围为100mV～～3V，步长为，步长为100mV （ （3）正弦波和脉冲波频率可自动步）正弦波和脉冲波频率可自动步进，步长为进，步长为1Hz。
（ （4）降低）降低(jiàngdī)正弦波非线性失正弦波非线性失真系数 第39页/共78页第四十页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院41412、波形发生器、波形发生器 n n一、任务一、任务n n设计制作设计制作(zhìzuò)(zhìzuò)一个波形发生器，该波形一个波形发生器，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：户编辑的特定形状波形示意图如下：第40页/共78页第四十一页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院4242二、要求二、要求1．基本要求．基本要求 （ （1）具有产生正弦波、方波、三角波）具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性波形的功能三种周期性波形的功能 （ （2）用键盘输入编辑生成）用键盘输入编辑生成(shēnɡ chénɡ)上述三种波形（同周期）的线性组上述三种波形（同周期）的线性组合波形，以及由基波及其谐波（合波形，以及由基波及其谐波（5次以下）次以下）线性组合的波形线性组合的波形 （ （3）具有波形存储功能具有波形存储功能。
第41页/共78页第四十二页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院4343 4）输出波形的频率范围为）输出波形的频率范围为100Hz～～20kHz（非正弦波频率按（非正弦波频率按10次谐波计算）；次谐波计算）；重复重复(chóngfù)频率可调，频率步进间隔频率可调，频率步进间隔≤100Hz （ （5）输出波形幅度范围）输出波形幅度范围0～～5V（峰（峰-峰峰值），可按步进值），可按步进0.1V（峰（峰-峰值）调整峰值）调整 （ （6）具有显示输出波形的类型、重复）具有显示输出波形的类型、重复(chóngfù)频率（周期）和幅度的功能频率（周期）和幅度的功能 第42页/共78页第四十三页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院44442．发挥部分．发挥部分 （ （1）输出波形频率范围扩展至）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）增加稳幅输出功能，当负载(fùzài)变化时，变化时，输出电压幅度变化不大于输出电压幅度变化不大于±3%（负载（负载(fùzài)电阻变电阻变化范围：化范围：100Ω～～∞）。
（ （4）具有掉电存储功能，可存储掉电前用户编）具有掉电存储功能，可存储掉电前用户编辑的波形和设置辑的波形和设置 （ （5）可产生单次或多次（）可产生单次或多次（1000次以下）特定波次以下）特定波形（如产生形（如产生1个半周期三角波输出）个半周期三角波输出） （（6）其它（如增加频谱分析、失真度分析、）其它（如增加频谱分析、失真度分析、频率扩展频率扩展>200kHz、扫频输出等功能）扫频输出等功能） 第43页/共78页第四十四页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院4545(1)基于单片机和基于单片机和FPGA的波形发生器的波形发生器基于单片机和基于单片机和FPGA的波形发生器（方案的波形发生器（方案1）方框图如图）方框图如图6.3.6所示系统以单片机所示系统以单片机89C52位核心89C52完成处理键盘数据、完成处理键盘数据、生成波形表存储于双口生成波形表存储于双口RAM中、控制中、控制LED显示、控制显示、控制DAC0832进行幅值转换、传送进行幅值转换、传送频率控制字频率控制字K值给值给FPGA处理等功能双口处理等功能双口RAM的使用减少了单片机和的使用减少了单片机和FPGA之间的之间的的通信，从而节省了单片机的资源，也使的通信，从而节省了单片机的资源，也使系统更为系统更为(ɡènɡ wéi)可靠。
可靠 第44页/共78页第四十五页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院4646FPGA主要用于实现主要用于实现DDFS技术中累加器的功能，一技术中累加器的功能，一方面在很大程度上提高了系统的速度，另一方面可方面在很大程度上提高了系统的速度，另一方面可以将单片机的外围芯片以将单片机的外围芯片74LS377、、74TH373、、74LS138、、74IS02都集成在都集成在FPGA内，既充分利用内，既充分利用了了FPGA的资源，又减少了单片机与外部的接口，的资源，又减少了单片机与外部的接口，提高了系统的可靠性双口提高了系统的可靠性双口RAM中传输出的数据经中传输出的数据经DAC08完成数完成数/模转换，由模转换，由DAC032内部的电阻分压内部的电阻分压网络实现幅度控制，继而经过二阶巴特沃思低通滤网络实现幅度控制，继而经过二阶巴特沃思低通滤波器进行滤波，经过运放和三极管进行扩流，从而波器进行滤波，经过运放和三极管进行扩流，从而得到任意一种具有得到任意一种具有(jùyǒu)一定带载能力的所需波形一定带载能力的所需波形第45页/共78页第四十六页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院4747EEPROM双口RAM单片机单片机89C52显显示示(xiǎnshì)FPGA数数/模模转换转换(zhuǎnhuàn) 幅度幅度 控制控制低通低通滤波滤波扩流扩流键键盘盘输出输出图图6.3.3 基于单片机和基于单片机和FPGA的波形发生器的波形发生器第46页/共78页第四十七页，共79页。
信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院48486.3.4放大器题目放大器题目(tímù)类型类型n n放大器类的题目有放大器类的题目有放大器类的题目有放大器类的题目有““““实用低频率放大器（第二届，实用低频率放大器（第二届，实用低频率放大器（第二届，实用低频率放大器（第二届，2019201920192019年）年）年）年）”“”“”“”“测量测量测量测量放大器（第四届，放大器（第四届，放大器（第四届，放大器（第四届，2019201920192019年），高效率音频功率放大器（第五届，年），高效率音频功率放大器（第五届，年），高效率音频功率放大器（第五届，年），高效率音频功率放大器（第五届，2019201920192019年）年）年）年）””””和和和和““““宽带放大器（第六届，宽带放大器（第六届，宽带放大器（第六届，宽带放大器（第六届，2019201920192019）n n““““实用低频功率放大器实用低频功率放大器实用低频功率放大器实用低频功率放大器””””要求设计制作一个具有弱信号放大能力的要求设计制作一个具有弱信号放大能力的要求设计制作一个具有弱信号放大能力的要求设计制作一个具有弱信号放大能力的低频功率放大器，额定输出功率低频功率放大器，额定输出功率低频功率放大器，额定输出功率低频功率放大器，额定输出功率Por≥10WPor≥10WPor≥10WPor≥10W，带宽，带宽，带宽，带宽BW≥BW≥BW≥BW≥（（（（50~1000050~1000050~1000050~10000））））HZHZHZHZ。
涉及到的基础知识包含有：电源整流涉及到的基础知识包含有：电源整流涉及到的基础知识包含有：电源整流涉及到的基础知识包含有：电源整流(zhěngliú)(zhěngliú)(zhěngliú)(zhěngliú)和稳压，方波信号发和稳压，方波信号发和稳压，方波信号发和稳压，方波信号发生器，低频功率放大器等生器，低频功率放大器等生器，低频功率放大器等生器，低频功率放大器等第47页/共78页第四十八页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院4949 “测量放大器测量放大器”要求设计制作一个测量放大器及所用的直要求设计制作一个测量放大器及所用的直流稳压电源差模电压放大倍数流稳压电源差模电压放大倍数AVD=1~500涉及(shèjí)到的基础知识包含有：电源整流和稳压，信号变换放大器，到的基础知识包含有：电源整流和稳压，信号变换放大器，测量放大器等测量放大器等 “高效率音频功率放大器高效率音频功率放大器”要求设计制作一个高效率音频要求设计制作一个高效率音频功率放大器及其参数的测量，显示安装，功率放大器及其参数的测量，显示安装，3dB通频带为通频带为300HZ~3400HZ，，第48页/共78页第四十九页，共79页。
信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院5050最大不失真输出功率最大不失真输出功率≥1W≥1W涉及到的基础知识包含有：电源整流到的基础知识包含有：电源整流和稳压，音频功率放大器等和稳压，音频功率放大器等““宽带放大器宽带放大器””要求设计要求设计并制作并制作(zhìzuò)(zhìzuò)一个一个3dB3dB通频带通频带10KHZ~6MHZ,10KHZ~6MHZ,最大增益最大增益≥40dB≥40dB的宽的宽带放大器涉及到的基础知识包带放大器涉及到的基础知识包含有：电源整流和稳压，含有：电源整流和稳压，AGCAGC，，宽带放大器等宽带放大器等各题目具体要求如下各题目具体要求如下第49页/共78页第五十页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院51511、实用、实用(shíyòng)低频功率放大低频功率放大器器 n n一、任务一、任务n n设计设计(shèjì)(shèjì)并制作具有弱信号放大能力的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：低频功率放大器其原理示意图如下：第50页/共78页第五十一页，共79页。
信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院5252二、要求二、要求1．基本要求．基本要求 （ （1）在放大通道的正弦信号输入电压幅度为（）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，等效负载电阻RL为为8Ω下，放大通道应满足下，放大通道应满足(mǎnzú)：： ①① 额定输出功率额定输出功率POR≥10W；； ②② 带宽带宽BW≥（（50～～10000））Hz；； ③③ 在在POR下和下和BW内的非线性失真系数内的非线性失真系数≤3%；； ④④ 在在POR下的效率下的效率≥55%；； ⑤⑤ 在前置放大级输入端交流短接到地时，在前置放大级输入端交流短接到地时，RL=8Ω上上的交流声功率的交流声功率≤10mW2）自行设计并制作满足）自行设计并制作满足(mǎnzú)本设计任务要求的稳压本设计任务要求的稳压电源第51页/共78页第五十二页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院53532．发挥部分．发挥部分 （ （1）放大器的时间响应）放大器的时间响应 ①① 方波产生：由外供正弦信号源经变换电路产生正、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：频率为负极性的对称方波：频率为1000Hz、上升时间、上升时间≤ 1μs、峰、峰-峰值电压为峰值电压为200mVpp。
用上述方波激励放大通道时，在 用上述方波激励放大通道时，在RL=8Ω下，放大通道应下，放大通道应满足满足(mǎnzú)：： ②② 额定输出功率额定输出功率POR≥10W；带宽；带宽BW≥（（50～～10000））Hz；； ③③ 在在POR下输出波形上升时间和下降时间下输出波形上升时间和下降时间≤12μs；； ④④ 在在POR下输出波形顶部斜降下输出波形顶部斜降≤2%；； ⑤⑤ 在在POR下输出波形过冲量下输出波形过冲量≤5%2）放大通道性能指标的提高和实用功能的扩展（例如提）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）高效率、减小非线性失真等）第52页/共78页第五十三页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院54542、宽带、宽带(kuān dài)放大器放大器 n n一、任务一、任务 n n 设计并制作一个宽带放大器 设计并制作一个宽带放大器 n n二、要求二、要求(yāoqiú)(yāoqiú)n n 1 1、基本要求、基本要求(yāoqiú)(yāoqiú)n n （ （1 1）输入阻抗）输入阻抗≥1kΩ≥1kΩ；单端输入，单端；单端输入，单端输出；放大器负载电阻输出；放大器负载电阻。
n n （ （2 2））3dB3dB通频带通频带10kHz10kHz～～6MHz6MHz，在，在20kHz20kHz～～5MHz5MHz频带内增益起伏频带内增益起伏≤1dB≤1dB 第53页/共78页第五十四页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院5555 （（3）最大增益）最大增益≥40dB，增益调节范，增益调节范围围(fànwéi)10dB～～40dB（增益值（增益值6级可级可调，步进间隔调，步进间隔6dB，增益预置值与实测，增益预置值与实测值误差的绝对值值误差的绝对值≤2dB），需显示预置增），需显示预置增益值 （ （4）最大输出电压有效值）最大输出电压有效值≥3V，数，数字显示输出正弦电压有效值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自制放大器所需的稳压电源 第54页/共78页第五十五页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院56562、发挥部分、发挥部分 （（1）最大输出电压）最大输出电压(diànyā)有效值有效值≥6V （（2）最大增益）最大增益≥58dB (3dB通频带通频带10kHz～～6MHz，在，在20kHz～～5MHz频带内增益起伏频带内增益起伏≤1dB)，，增益调节范围增益调节范围10dB～～58dB（增益值（增益值9级可调，步级可调，步进间隔进间隔6dB，增益预置值与实测值误差的绝对值，增益预置值与实测值误差的绝对值≤2dB），需显示预置增益值。
需显示预置增益值 第55页/共78页第五十六页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院5757（（（（3 3 3 3）增加自动增益控制（）增加自动增益控制（）增加自动增益控制（）增加自动增益控制（AGCAGCAGCAGC）功能，）功能，）功能，）功能，AGCAGCAGCAGC范围范围范围范围≥20dB≥20dB≥20dB≥20dB，在，在，在，在AGCAGCAGCAGC稳定范围内输出电压有效值应稳定在稳定范围内输出电压有效值应稳定在稳定范围内输出电压有效值应稳定在稳定范围内输出电压有效值应稳定在4.5V≤Vo≤5.5V4.5V≤Vo≤5.5V4.5V≤Vo≤5.5V4.5V≤Vo≤5.5V内（详见说明内（详见说明内（详见说明内（详见说明4 4 4 4） （（（（4 4 4 4）输出噪声电压峰）输出噪声电压峰）输出噪声电压峰）输出噪声电压峰- - - -峰值峰值峰值峰值VoN≤0.5VVoN≤0.5VVoN≤0.5VVoN≤0.5V （（（（5 5 5 5）进一步扩展）进一步扩展）进一步扩展）进一步扩展(kuòzhǎn)(kuòzhǎn)(kuòzhǎn)(kuòzhǎn)通频带、提高增益、提高输出电通频带、提高增益、提高输出电通频带、提高增益、提高输出电通频带、提高增益、提高输出电压幅度、扩大压幅度、扩大压幅度、扩大压幅度、扩大AGCAGCAGCAGC范围、减小增益调节步进间隔。
范围、减小增益调节步进间隔范围、减小增益调节步进间隔范围、减小增益调节步进间隔 （（（（6 6 6 6）其它第56页/共78页第五十七页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院58583.例：测量放大器例：测量放大器（（1）测量放大器（方案）测量放大器（方案1）） 测量放大器（方案测量放大器（方案1）方框如图）方框如图6.3.4所示系统由前级高共模所示系统由前级高共模(ɡònɡ mó)抑制比仪器放大器、抑制比仪器放大器、AD7520衰减器衰减器和单片机键盘显示处理模块和单片机键盘显示处理模块3个模块电个模块电路组成在前级高共模路组成在前级高共模(ɡònɡ mó)抑抑制比仪器放大器中还将输出共模制比仪器放大器中还将输出共模(ɡònɡ mó)电压反馈到正负电源的公电压反馈到正负电源的公共端，使运算放大器电源电压随共模共端，使运算放大器电源电压随共模(ɡònɡ mó)输入电压浮动，各级偏置输入电压浮动，各级偏置电压都跟踪共模电压都跟踪共模(ɡònɡ mó)输入电压，输入电压，从而提高了共模从而提高了共模(ɡònɡ mó)抑制比由由4片运放构成的前级高共模片运放构成的前级高共模(ɡònɡ mó)输入的仪表差带动放大器，输入的仪表差带动放大器， 第57页/共78页第五十八页，共79页。
信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院5959对不同的差模输入信号电压进行不同倍数对不同的差模输入信号电压进行不同倍数的放大，再经后级数控衰减器得到要求放的放大，再经后级数控衰减器得到要求放大倍数的输出信号大倍数的输出信号AD7520衰减器利用衰减器利用电阻网络的可编程性，实现衰减器衰减率电阻网络的可编程性，实现衰减器衰减率的数字编程单片机键盘显示处理模块除的数字编程单片机键盘显示处理模块除可以可以(kěyǐ)对对8279进行实时监控外，还可进行实时监控外，还可进行数字处理和对继电器及进行数字处理和对继电器及AD7520的控的控制8位位LED显示电路显示提示符及放大显示电路显示提示符及放大倍数单独设置的倍数单独设置的“+”、、“—”键，实键，实现步进第58页/共78页第五十九页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院6060图图6.3.4测量测量(cèliáng)放大器（方案放大器（方案1）方框图）方框图第59页/共78页第六十页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院6161图图6.3.5测量测量(cèliáng)放大器（方案放大器（方案2）方框）方框图图第60页/共78页第六十一页，共79页。
信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院62626.3.4仪器仪表类题目仪器仪表类题目(tímù)分析分析n n 仪器仪表类有仪器仪表类有“ “简易电阻简易电阻(diànzǔ)(diànzǔ)、电容和电感、电容和电感测试仪（第二届，测试仪（第二届，20192019年）年）” ”、、“ “简易数字频率计简易数字频率计（第三届，（第三届，20192019年）年）” ”、、“ “频率特性测试仪（第四届，频率特性测试仪（第四届，20192019年）年）” ”、、“ “数字式工频有效值多用表（第四届，数字式工频有效值多用表（第四届，20192019年）年）” ”、、“ “简易数字存储示波器（第五届，简易数字存储示波器（第五届，20192019））” ”、、“ “低频数字式相位测量仪（第六届，低频数字式相位测量仪（第六届，20192019年）年）” ”、、“ “简易逻辑分析仪（第六届，简易逻辑分析仪（第六届，20192019年）年）” ”第61页/共78页第六十二页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院63631、简易电阻、电容、简易电阻、电容(diànróng)和电感测试仪和电感测试仪 n n一、任务一、任务n n设计并制作一台数字显示的电阻、电容和电设计并制作一台数字显示的电阻、电容和电感感(diànɡǎn)(diànɡǎn)参数测试仪，示意框图如下：参数测试仪，示意框图如下：第62页/共78页第六十三页，共79页。
信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院6464二、要求二、要求1．基本要求．基本要求 （ （1）测量范围：电阻）测量范围：电阻100Ω～～1MΩ；；电容电容100pF～～10000pF；电感；电感100μH～～10mH （ （2）测量精度：）测量精度：±5% （ （3）制作）制作4位数码管显示器，显示测位数码管显示器，显示测量数值，并用发光二极管分别指示所测元量数值，并用发光二极管分别指示所测元件的类型件的类型(lèixíng)和单位第63页/共78页第六十四页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院65652．发挥部分．发挥部分 （ （1）扩大测量范围扩大测量范围 （ （2）提高）提高(tí gāo)测量精度测量精度 （ （3）测量量程自动转换测量量程自动转换 第64页/共78页第六十五页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院66662、简易、简易(jiǎnyì)数字频率计数字频率计 n n一、任务一、任务一、任务一、任务n n设计并制作一台数字显示的简易设计并制作一台数字显示的简易设计并制作一台数字显示的简易设计并制作一台数字显示的简易(jiǎnyì)(jiǎnyì)(jiǎnyì)(jiǎnyì)频率计。
频率计n n二、要求二、要求二、要求二、要求n n1 1 1 1．基本要求．基本要求．基本要求．基本要求 （ （ （ （1 1 1 1）频率测量）频率测量）频率测量）频率测量 a a a a．测量范围．测量范围．测量范围．测量范围 信号：方波、正弦波；幅度：信号：方波、正弦波；幅度：信号：方波、正弦波；幅度：信号：方波、正弦波；幅度：0.5V0.5V0.5V0.5V～～～～5V5V5V5V；频率：；频率：；频率：；频率：1Hz1Hz1Hz1Hz～～～～1MHz1MHz1MHz1MHz b b b b．测量误差．测量误差．测量误差．测量误差≤0.1%≤0.1%≤0.1%≤0.1% （ （ （ （2 2 2 2）周期测量）周期测量）周期测量）周期测量 a a a a．测量范围．测量范围．测量范围．测量范围 信号：方波、正弦波；幅度：信号：方波、正弦波；幅度：信号：方波、正弦波；幅度：信号：方波、正弦波；幅度：0.5V0.5V0.5V0.5V～～～～5V5V5V5V；频率：；频率：；频率：；频率：1Hz1Hz1Hz1Hz～～～～1MHz1MHz1MHz1MHz b b b b．测量误差．测量误差．测量误差．测量误差≤0.1%≤0.1%≤0.1%≤0.1%第65页/共78页第六十六页，共79页。
信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院6767 （（3）脉冲宽度测量）脉冲宽度测量 a．测量范围．测量范围 信号：脉冲波；幅度：信号：脉冲波；幅度：0.5V～～5V；脉冲宽度；脉冲宽度≥100μs b．测量误差．测量误差≤1% （ （4）显示器）显示器 十进制数字显示，显示刷新时间 十进制数字显示，显示刷新时间1～～10秒连续秒连续可调，对上述三种测量功能分别用不同颜色的发光可调，对上述三种测量功能分别用不同颜色的发光二极管指示二极管指示 （ （5）具有自校功能，时标信号频率为）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）自行设计并制作满足本设计任务(rèn wu)要求的稳压电源要求的稳压电源 第66页/共78页第六十七页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院68682．发挥部分．发挥部分 （ （1）扩展频率测量范围为）扩展频率测量范围为0.1Hz～～10MHz（信号幅度（信号幅度0.5V～～5V），测量误差降），测量误差降低为低为0.01%（最大闸门时间（最大闸门时间≤10s）。
（ （2）测量并显示周期脉冲信号（幅度）测量并显示周期脉冲信号（幅度0.5V～～5V、频率、频率1Hz～～1kHz）的占空比，占）的占空比，占空比变化范围为空比变化范围为10%～～90%，测量误差，测量误差≤1% （ （3）在）在1Hz～～1MHz范围内及测量误差范围内及测量误差≤1%的条件下，进行的条件下，进行(jìnxíng)小信号的频率小信号的频率测量，提出并实现抗干扰的措施测量，提出并实现抗干扰的措施 第67页/共78页第六十八页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院69696.3.5 控制类题目控制类题目(tímù)分析分析n n控制控制控制控制(kòngzhì)(kòngzhì)(kòngzhì)(kòngzhì)类题目有类题目有类题目有类题目有““““水温控制水温控制水温控制水温控制(kòngzhì)(kòngzhì)(kòngzhì)(kòngzhì)系统（第三届，系统（第三届，系统（第三届，系统（第三届，2019201920192019年）年）年）年）””””、、、、““““自动往返电动小汽车（第五届，自动往返电动小汽车（第五届，自动往返电动小汽车（第五届，自动往返电动小汽车（第五届，2019201920192019年）年）年）年）””””、、、、““““简易智能电动车（第六届，简易智能电动车（第六届，简易智能电动车（第六届，简易智能电动车（第六届，2019201920192019年）年）年）年）””””、、、、““““液体点滴速度监控装置（第六届，液体点滴速度监控装置（第六届，液体点滴速度监控装置（第六届，液体点滴速度监控装置（第六届，2019201920192019年）年）年）年）””””。
第68页/共78页第六十九页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院70701、水温控制系统、水温控制系统(kònɡ zhì xì tǒnɡ) n n一、任务一、任务n n设计并制作一个水温自动控制系统，控制对设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为象为1 1升净水，容器为搪瓷器皿水温可以升净水，容器为搪瓷器皿水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持降低时实现自动控制，以保持(bǎochí)(bǎochí)设定设定的温度基本不变的温度基本不变第69页/共78页第七十页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院7171二、要求二、要求1．基本．基本(jīběn)要求要求 （ （1）温度设定范围为）温度设定范围为40～～90℃℃，最小，最小区分度为区分度为1℃℃，标定温度，标定温度≤1℃℃ （ （2）环境温度降低时（例如用电风扇降）环境温度降低时（例如用电风扇降温）温度控制的静态误差温）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用十进制数码管显示水的实际温度。
第70页/共78页第七十一页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院72722．发挥．发挥(fāhuī)部分部分 （ （1）采用适当的控制方法，当设定温度）采用适当的控制方法，当设定温度突变（由突变（由40℃℃提高到提高到60℃℃）时，减小系统的）时，减小系统的调节时间和超调量调节时间和超调量 （ （2）温度控制的静态误差）温度控制的静态误差≤0.2℃℃ （ （3）在设定温度发生突变（由）在设定温度发生突变（由40℃℃提高提高到到60℃℃）时，自动打印水温随时间变化的曲）时，自动打印水温随时间变化的曲线第71页/共78页第七十二页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院7373例：自动往返例：自动往返(wǎngfǎn)(wǎngfǎn)电动小汽车电动小汽车 n n自动往返电动小汽车（方案自动往返电动小汽车（方案1 1）方框图如图）方框图如图1.3.451.3.45所示系统采用两块单片机（所示系统采用两块单片机（89C5289C52和和89C205189C2051）作为自动往返小汽车的检测和）作为自动往返小汽车的检测和控制核心。
路面黑线检测使用反射式红外传控制核心路面黑线检测使用反射式红外传感器，车速和距离检测使用断续感器，车速和距离检测使用断续(duànxù)(duànxù)式光电开光，利用式光电开光，利用PWMPWM技术动态控制电动机技术动态控制电动机的转速使用了一套独特的软件算法，实现的转速使用了一套独特的软件算法，实现了小汽车在限速和压线过程中的精确控制了小汽车在限速和压线过程中的精确控制第72页/共78页第七十三页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院7474 本设计的主要特点是：电动机驱动调速本设计的主要特点是：电动机驱动调速采用由达林顿管组成的采用由达林顿管组成的H型型PWM电路控制电路控制电路电源和电动机电源隔离，信号通过光电电路电源和电动机电源隔离，信号通过光电耦合器传输路面黑线耦合器传输路面黑线(hēi xiàn)探测采用脉探测采用脉冲调制的反射红外方式一接收器，超强纠错，冲调制的反射红外方式一接收器，超强纠错，免受路面杂质干扰车轮检速采用断续式光免受路面杂质干扰车轮检速采用断续式光电开关双电源供电将电动机驱动电源与电开关双电源供电将电动机驱动电源与单片机以及其周边电路电源完全隔离，利用单片机以及其周边电路电源完全隔离，利用光电耦合器传输信号。
优化软件算法后置光电耦合器传输信号优化软件算法后置式红、绿方向灯，显示行驶状态改进的导式红、绿方向灯，显示行驶状态改进的导向装置，减少了挡板摩擦向装置，减少了挡板摩擦第73页/共78页第七十四页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院7575自动往返电动自动往返电动(diàn dònɡ)小汽车（方案小汽车（方案1）方框图）方框图第74页/共78页第七十五页，共79页 信息信息(xìnxī)(xìnxī)工程学院工程学院7676自动自动(zìdòng)往返电动小汽车（方案往返电动小汽车（方案3）方框图）方框图 第75页/共78页第七十六页，共79页 77谢谢谢谢(xiè xie)！！第76页/共78页第七十七页，共79页 知识知识(zhī shi)(zhī shi)回回顾顾Knowledge Knowledge ReviewReview第77页/共78页第七十八页，共79页 内容(nèiróng)总结会计学凡不符合上述选题规定 的作品均视为无效，赛区不予以评审简易数控直流电源”要求设计(shèjì)制作一个输出电压数控可调直流稳压电源直流稳压电源”要求设计(shèjì)制作一个交流变换为直流的稳定电源。
采用单片机作为控制器的简易数控直流数控直流电源设计(shèjì)方案如图6.3.1所示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 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第七十九页，共79页。