第四届1999年全国大学生电子设计竞赛题目Word文件下载.docx
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发挥部分
完成第一项
5
完成第二项
10
完成第三项
完成第四项
20
特色与创新
五、说明
直流电压放大器部分只允许采用通用型集成运算放大器和必要的其它元器件组成，不能使用单片集成的测量放大器或其它定型的测量放大器产品。
A题实际制作测试记录与评分表
赛区队号卷号测评人年月日
类型
序号
项目与指标
满分
测试记录
评分
备注
基
本
要
求
（1）
a
AVD=1～500可调
（VI＝±
20mV下测量）
6
AVD
1
100
500
VO
b
输出幅度>
⎢±
10⎢V
非线性误差<
0.5%
（AVD=100下测量）
幅度（3）
最大误差（3）
VI（mV）
±
25
50
75
100
VO（V）
c
KCMR（AVD=500）
8
VI（V）
+7.5
-7.5
KCMR
d
输出端噪声电压
e
通频带（-3dB）
fH=
f
输入电阻≥2MΩ
3
（2）
电源制作满足放大器要求
AVD（3）
KCMR
（2）
220V（1+10%）
220V（1-15%）
（3）
信号变换放大器满足
频率特性测试要求
（4）
工艺
总分
发
挥
部
分
AVD=1000时的
输出噪声电压
展宽频带
提高KCMR
（AVD=500下测量）
AVD可预置并显示
记录预置点数及步距
测量KCMR与噪声电压值
可预置（10）
显示
（5）
噪声
测试说明：
1基本要求部分
a.差模电压放大倍数的测量:
通过改变R2的阻值产生差模输入电压信号。
b.非线性误差的测量：
在AVD=100的条件下，分别测量VI为±
25mV、±
50mV、±
75mV、±
100mV时的输出电压，求出非线性误差的最大值。
c.KCMR的测量：
在AVD=500、VI＝0的条件下，分别测出VA＝＋15V、VB＝0和VA＝0、VB＝－15V时的共模电压放大倍数，取较大的一个计算KCMR。
d.输出端噪声电压的测量：
在R1＝R2＝R3＝R4、VI＝0的条件下，用示波器测量输出端噪声电压峰－峰值。
e.通频带的测量：
用信号变换放大器取代桥式测量电路，信号变换电路的输入信号由函数发生器或低频信号发生器给出。
f.不测量电压放大器的输入阻抗，仅根据对电路的分析，判断它能否满足对输入阻抗的要求。
直流稳压电源的测量：
交流电压变化＋10％和－15％时，AVD和KCMR应保持不变。
2）发挥部分：
第（3）、（4）项KCMR的测量：
仍然在AVD=500的条件下,按前述方法进行。
在第（5）项有特色分者，应对设计的特色加以明确、具体的说明。
B题数字式工频有效值多用表
一、题目
数字式工频有效值多用表
设计并制作一个能同时对一路工频交流电（频率波动范围为50±
1Hz、有失真的正弦波）的电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数进行测量的数字式多用表。
参见附图。
1.基本要求
（1）测量功能及量程范围
a.交流电压：
0～500V；
b.交流电流：
0～50A；
c.有功功率：
0～25kW；
d.无功功率：
0～25kvar；
e.功率因数（有功功率/视在功率）：
0～1。
为便于本试题的设计与制作，设定待测0～500V的交流电压、0～50A的交流电流均已经相应的变换器转换为0～5V的交流电压。
（2）准确度
a.显示为位（0.000～4.999），有过量程指示；
b.交流电压和交流电流：
（0.8％读数＋5个字），例：
当被测电压为300V时，读数误差应小于±
（0.8％×
300V＋0.5V）＝±
2.9V；
c.有功功率和无功功率：
（1.5％读数＋8个字）；
d.功率因数：
0.01。
（3）功能选择：
用按键选择交流电压、交流电流、有功功率、无功功率和功率因数的测量与显示。
2．发挥部分
（1）用按键选择电压基波及总谐波的有效值测量与显示。
（2）具有量程自动转换功能，当变换器输出的电压值小于0.5V时，能自动提高分辨力达0.01V。
（3）用按键控制实现交流电压、交流电流、有功功率、无功功率在测试过程中的最大值、最小值测量。
（4）其它（例如扩展功能，提高性能）。
14
12
1．调试时可用函数发生器输出的正弦信号电压作为一路交流电压信号；
再经移相输出代表同一路的电流信号。
2．检查交流电压、交流电流有效值测量功能时，可采用函数发生器输出的对称方波信号。
电压基波、谐波的测试可用函数发生器输出的对称方波作为标准信号，测试结果应与理论值进行比较分析。
B题实际制作测试记录与评分表
电压
测试
功能
准确度
测
试
点
480V
2
250V
0V
电流
48A
25A
0A
有功
功率
测两点
无功
功率因数
按键功能
过量程指示
基波
4
总谐波
提高
分辨力
7
自动换程
最大值
最小值
1．输入电压变化范围为0～4.999V，输出显示范围应按比例显示为0～499.9V。
其准确度按设计要求分段记分。
其余各量类同。
2．功能检查按题目要求分别进行。
3．当输入电压为0V时，允许输出显示有5个字的跳动。
4．电压测试、电流测试的准确度测量选测三点（如表所示）；
有功功率、无功功率、功率因数选测两点（赛区自定，并说明测试方法，记录标准值与实测值）。
5．检查交流电压、交流电流的有效值测量功能时，利用函数发生器输出的对称方波信号，其它则采用正弦波。
6．按键功能的检查按基本要求（3）进行。
7．进行谐波测量时，可用函数发生器输出的对称方波作为标准信号，记录测试结果并与理论值进行比较、评分。
8．在0.5V转换点处检测自动量程转换功能。
9．基波、谐波准确度实测值与理论值相差15％以上时，对准确度不予记分，相差15％以下时，则分段记分。
C题频率特性测试仪
频率特性测试仪
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。
1．基本要求
（1）制作幅频特性测试仪
a、频率范围：
100Hz～100kHz；
b、频率步进：
10Hz；
c、频率稳定度：
10-4；
d、测量精度：
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。
（1）制作相频特性测试仪
a.频率范围：
500Hz～10kHz；
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。
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。
C题实际制作测试记录与评分表
频率范围：
100Hz～100kHz
1k
10k
100k
频率步进：
10Hz
频率稳定度：
10-4
测量精度：
5％
自动步进，特定频率范围预置
手动预置
g
步进预置
h
频率、电压显示
I
打印输出
双T网络：
是否达到基本要求
（2）？
相频
特性测试仪
可进行测量
制作合理、先进
相位度数显示
精度3︒
用示波器显示幅频特性
同时显示幅频,相频特性
其它
本题用学生制作的被测网络来进行测试。
1．频率范围：
用电压表和频率计对信号源进行检测，可在低端100Hz，高端100kHz，以及1kHz和10kHz频率点处进行测量，并记录信号源输出电压。
2．步进功能检查：
在100Hz、1kHz、10kHz、100kHz频率点处检测其是否具有步进功能。
3．幅频特性的测量精度：
将被测网络短路，测量本仪器的输出，检查其是否发生变化。
4．对制作的被测网络进行自动测量，可在全频范围内和设定频率范围内检测。
5．双T网络：
由于元件值的误差所产生的频率特性偏离（如双T网络中心频率的偏移等）不计入测量误差。
6．相频特性的精度，将实测值与理论值进行比较。
D题短波调频接收机
短波调频接收机
设计并制作一个短波调频接收机，方框图如下：
（1）接收频率（f0）范围：
8MHz～10MHz；
（2）接收信号为20Hz～1000Hz音频调频信号，频偏为3kHz；
（3）最大不失真输出功率≥100mW（8Ω）；
（4）接收灵敏度≤5mV；
（5）通频带：
f0±
4kHz为－3dB；
（6）选择性：
10kHz为－30dB；
（7）镜像抑制比≥20dB。
（1）可实现多种自动程控频率搜索模式（如全频率范围搜索，特定频率范围内搜索等），全频率范围搜索时间≤2分钟；
（2）能显示接收频率范围内的调频电台载频值，显示载波频率的误差≤±
5kHz；
（3）进一步提高灵敏度；
（4）可存储已搜索到的电台，存台数不少于20；
（5）其它。
D题实际制作测试记录与评分表
接收频率范围：
8MHz～10MHz
18
8MHz
9
输出功率≥100mW
灵敏度（mV）
通频带（kHz）
选择性（dB）
（6）
镜像抑制比（dB）
（7）
全频段自动搜索电台
15
特定频段搜索电台
显示载波频率
提高灵敏度
存储电台功能
特色和创新
1．测试时输入信号可直接注入。
2．对基本要求的说明
（1）测试输入信号：
幅度≤10mV；
调制频率1kHz；
频偏为3kHz。
（2）抽测频率点：
8MHz、9MHz、10MHz。
（3）测量接收频率范围：
在8MHz、9MHz、10MHz频率点处观察能否正确接收。
（4）测量输出功率：
在输入信号加大时输出信号无明显失真,记录最大的输出功率值。
（5）灵敏度：
在输出不失真功率为100mW时,记录最小的输入信号电压值。
（6）通频带：
在中放输出端进行测量，记录带宽值。
（7）选择性：
在中放输出端进行测量,记录偏离中心频率±
10kHz处的dB值。
（8）镜像抑制比：
记录镜像频率处的dB值。
3．对发挥部分的说明
（1）检查自动搜索电台的功能；
（2）发挥部分的第（3）项，应记录具体数值。
E题数字化语音存储与回放系统
数字化语音存储与回放系统
设计并制作一个数字化语音存储与回放系统，其示意图如下：
（1）放大器1的增益为46dB，放大器2的增益为40dB，增益均可调；
（2）带通滤波器：
通带为300Hz～3.4kHz；
（3）ADC：
采样频率fs＝8kHz，字长＝8位；
（4）语音存储时间≥10秒；
（5）DAC：
变换频率fc＝8kHz，字长＝8位；
（6）回放语音质量良好。
在保证语音质量的前提下：
（1）减少系统噪声电平，增加自动音量控制功能；
（2）语音存储时间增加至20秒以上；
（3）提高存储器的利用率（在原有存储容量不变的前提下，提高语音存储时间）；
（4）其它（例如：
校正等）。
不能使用单片语音专用芯片实现本系统。
E题实际制作测试记录与评分表
放大器1增益测试
（f=1kHz）
VI＝
V0＝
G1＝
放大器2增益测试
G2＝
带通低端截止频率
测试（-3dB）
fCL＝
带通高端截止频率
fCH＝
有存储功能（5分）
TS＝
语音存储时间≥6秒
（10分）
语音存储时间≥10秒
（15分）
放大器2在最大不失真输出条件下，其输出端的信号噪声比
（f=1kHz，示波器监视）
S+N=
N=
（S+N）/N=
放大器2在最大不失真输出条件下，放大器1的输入电压峰－峰值Um
Um=
回放语音质量
一等（10分）
二等（8分）
三等（6分）
四等（2分）
五等（0分）
放大器2输出不失真条件下，其输出端信号噪声比
具有自动音量
控制功能
语音存储时间≥20秒
提高存储器利用率
1．测试基本部分
（1）
（2）项时，将放大器1和带通滤波器、放大器2与带通滤波器分别连接起来。
2．测试基本部分
（2）项时，截止频率低端达到fCL＝200～300Hz、高端达到fCH＝3k～3.4kHz，则为满分（3分）。
3．测试基本部分（4）项时，（S+N）/N=20dB为满分（4分）；
峰－峰值Um＝4V为满分（4分）。
4．测试基本部分（4）项及发挥部分
（1）项时，应将ADC的输出端直接连到DAC的输入端，或将微处理器编程为“即收”、“即发”模式。
5．测试发挥部分的
（1）项时，（S+N）/N≥30dB为满分（10分）。
6．测试发挥部分（4）、（5）项时，应对所采取的措施加以明确具体的说明，并说明所取得的效果。
7．基本部分测试（5）项中质量等级的含义是
一等：
声音很清晰，基本无失真；
二等：
声音较清晰，有轻度失真与干扰；
三等：
声音有较大失真与干扰，但仍能听懂；
四等：
声音有严重失真与干扰，分辨十分困难；
五等：
无信号，只有噪声与干扰。
8．在检测发挥部分的各项指标时仍要求注意检查回放语音质量。
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