1、題目四、高效率音頻功率放大器一、任務設計并制作一個高效率音頻功率放大器及其參數的測量、顯示裝置。功率放大器的電源電壓為+5V （電路其它部分的電源電壓不限）。負載為8 Q電阻。二、要求1 .基本要求功率放大器a 3dB通頻帶為300Hz至3400Hz,輸出正弦信號無明顯失真。c d 測量。最大不失真輸出功率1W輸入阻抗大于10k Q ,電壓放大倍數1至20連續可調。低頻噪聲電壓（20kHz以下）W 10mV在電壓放大倍數為10,輸入端對地交流短路時設計并制作一個放大倍數為 1的信號變換電路，將功率放大器雙端輸出的信號轉換為在輸出功率500mW寸測量的功率放大器效率（輸出功率/放大器總功耗） 5

2、0%單端輸出，經RC濾波供外接測試儀表用。如下圖所示。高效率功率放大器的組成框圖見本例的第四項說不得明。設計并制作一個測量放大器輸出功率的裝置，要求具有3位數字顯示，精度優于5%.2 .發揮部分3dB通頻帶展擴至 300Hz至20kHz。輸出功率保持為200 mW盡量提高放大器效率。輸出功率保持為 200 mW盡量降低放大器電源電壓。 增加輸出短路保護功能。其它。三、評分標準項目得分基本要求設計與總結報告：方案比較、設計論證，理論 分析與計算，電路圖及有關設計文件，測試方 法與儀器，測試數據及測試結果分析50實際制作完成情況50發揮部分完成第項6完成第項25完成第項4完成第項5完成第項10四、

3、 采用開關方式實現低頻功率放大（即 D類放大）是提高效率的主要途經之一，D類放大原理框圖如圖所示。 本例如選用D類放大方式，不允許使用D類功率放大集成電路。PWM高速開11關電路11輸入(+5V),不包 效率計算中的放大器總功耗是指功率放大器部分的總電流乘以供電電壓 括“基本要求”中第、項涉及的電路部分功耗，制作時要注意便于效率測試。 在整個測試過程中，要求輸出波形無明顯失真。2程控音頻OCL功率放大器(D題)任務設計一個功率可程控、有輸出功率顯示的OCL音頻功率放大器電路。后級OCL功率放大部分用分立元件制作，供電電源為15V,輸入信號電壓幅度為(101000)mVrms,負載為為8歐電阻。

4、其結構框圖如下圖所示。要求1 基本要求用仿真軟件對電路進行驗證，使其滿足以下要求：1)失真度W 3%寸，輸出功率PO7.5W;2)頻率響應為 (2022000)Hz；3)并實時測量、在信號源的幅度和頻率固定為某一值時， 可以設置輸出功率，顯示輸出功率，顯示的輸出功率(Ps)與設定功率(Pg)的相對誤差；2 發揮部分制作一個正弦波信號發生器的實物，使其完成以下功能：1)失真度W 10%寸，輸出功率PO6W2)頻率響應為 (3010000)Hz；3)4)并實時測量、在輸入端交流短路接地時，輸出端交流信號W 20mV pp在信號源的幅度和頻率固定為某一值時， 可以設置輸出功率， 顯示輸出功率。說明1

5、 設計報告必須包括建模仿真結果，發揮部分可以選作。2.因為有的競賽題目不易進行建模仿真，參賽者可以針對兩道不同題目分 別進行建模仿真與實物制作，評分時，仿真結果與實物制作各自的得分相加， 作 為參賽者的最后總分。此時，只需要提交針對仿真結果的設計報告。題目測量放大器一、任務設計并制作一個測量放大器及所用的直流穩壓電源，框圖如圖所示。Ri10kVa=+15VR210k 4,J10k直流電壓+*Vi放大器_T 1R4丨1m連線ZTlOk占R3Vb=-15V二、要求1.基本要求測量放大器 差模電壓放大倍數 AvD=1至500,可手動調節； 最大輸出電壓為 10V，非線性誤差105； 在Avd=500

6、時,輸出端噪聲電壓的峰峰值小于1V；通帶寬度0至10Hz;直流電壓放大器的差模輸入電阻2MQ （可不測試，由電路設計預以保證）;220V交流電壓供電。電源設計并制作上述放大器所用的直流穩壓電源。由單相 交流電壓變化范圍為+10%至 15%設計并制作一個信號變換放大器。電路框圖圖如下圖所示：將函數發生器單端輸出的正弦電壓信號不失真地轉換為雙端輸出信號，用作測量直流電壓放大器頻率特性的輸入信號。曲信號變 直流電壓換放大器Vi放大器1d函數發生器提高差模電壓放大倍數至 Avd=1000,同時減小輸出端噪聲電壓。在滿足基本要求中對輸出端噪聲電壓和共模抑制比要求的條件下，將通頻帶展寬 為0至100Hz以

7、上。提高電路的共模抑制比。差模電壓放大倍數 Aza可預置并顯示，預置范圍 1至1000,步距為1，同時滿足基本 要求中參共模抑制比和噪聲電壓的要求。其它（例如改善放大器性能的其它措施等）。三、評分標準項目得分基本要求設計與總結報告：方案設計與論證，理論分析算與計算、電路圖，測試方法與數據，對測試 結果的分析50實際制作完成情況50發揮部分完成第項5完成第項10完成第項5完成第項20特色與創新10四、說明直流電壓放大器部分只允許采用通用型集成運算放大器，和必要的其它元器件組成，不 能使用單片集成的測量放大器或其它之下型的測量放大器產品。A題：寬帶前置放大電路任務設計一個前置放大電路， 使其在較寬

8、的頻帶范圍內具有良好的直流和交流特性，電路包括輸入阻抗匹配、無源衰減網絡、有源放大等環節，采用單端輸入單端輸出方式實現信號變換。輸入阻抗匹配單元有 50Q和1MQ兩種數值可選；無源衰減網絡單元可以在輸入阻抗不變的 前提下實現對信號 1倍或10倍衰減；有源放大單元可以實現1、2、5、10倍放大，電路輸出電阻近似為0。要求2.1基本要求(1)輸入阻抗:直流輸入阻抗可以50 Q和1MQ可選，允許誤差 2%。(2)過載能力：間不少于1分鐘。50 Q阻抗可承受5V輸入過載,1MQ阻抗可承受36V輸入過載，過載時(3) 直流零點:輸入短路時，電路輸出直流電壓偏離零點在3mV范圍內。(4)大信號1倍放大帶寬

9、特性：輸入峰值為1V的正弦信號,10MHz。電路的工作帶寬不低于 DC(5)大信號衰減10倍帶寬特性：輸入峰值為5V的正弦信號,電路的工作帶寬不低于 DC10MHz 。2.2 發揮部分（6） 2 倍放大帶寬特性：輸入峰值為于 DC10MHz。0.5V 的正弦信號，放大2 倍，電路的工作帶寬不低（7） 5 倍放大帶寬特性：輸入峰值為于 DC10MHz。0.2V 的正弦信號，放大5 倍，電路的工作帶寬不低（8） 1 0倍放大帶寬特性：輸入峰值為低于DC10MHz 。0.1V 的正弦信號，放大10 倍，電路的工作帶寬不（ 9） 大信號 1 倍放大擴展寬帶特性：輸入峰值為DC 35MHz 。1V 的正

10、弦信號，電路的工作帶寬不低于（10） 小信號擴展帶寬特性：輸入峰值為0.1V路的工作帶寬不低于 DC 35MHz。時，電路設置衰減 10 倍，再放大 10 倍，電11） 輸出信號的幅度過沖可控制在理論輸出值的15%內。12 ） 特色創新。三、評審 總結報告、基本部分和發揮部分各占 50 分。總結報告的具體要求見網站；基本部分和發揮 部分的具體測試方法和評分指標將在各學校初測開始時在網站公布。四、說明1MQ條件1. 在進行各項測試時，放大電路開路；在進行幅度頻率特性測試時，在輸入阻抗 下測試。2. 有源放大電路采用正負 5V 電源，電源可由外部直接提供。10% ，穩態輸出值可以3. 工作帶寬，指

11、信號在該頻帶內穩態的輸出衰減不超過理論幅度的 不考慮過沖影響，但要記錄過沖值。4. 整個電路只能由純模擬電路實現，一旦調試完成，測試時不允許對電路元件再進行調整。5. 狀態的選擇可由手動開關實現，禁止輸入輸出端直通短接。電子廣告牌一、任務：設計并制作一臺簡易電子廣告牌，16*32點陣顯示，示意圖如下:二、要求：1、基本要求:1)2)顯示掃描電路數據下載MCU圖1原理框圖能通過按鍵翻頁顯示數字和字母。 能顯示特定數字或者英文字母組成的句子,3)2、發揮部分:鍵盤掃描電路通過按鍵翻頁更換顯示類容。能顯示特定漢字組成的句子，通過按鍵翻頁更換顯示類容。1）2）3）序）4）實現句子的左右滾屏顯示。實現預

12、存信息，定時更新。實現和PC機通訊，通過 PC機串口直接對顯示信息進行更新（須做PC機客戶程或者是增加其他附加功能。其他。三、評分項目得分基本要求設計與總結報告：方案比較、 設計與論證，理論分析與計 算，電路圖及有關設計文件， 測試方法與儀器，測試數據及 測試結果分析。50完成第（1）項30完成第（2）項20發揮部分完成第（1）項10完成第（2）項5完成第（3）項30完成第（4）項5四、說明顯示格式和顯示信息可以自定義。發揮部分第（3 ）項增加其他附加功能可以自由發揮。QPSK調制器設計（A題）設計任務設計并制作一個能產生 QPS碉制信號的信號源，電源由PCI總線提供, 上位機通過PCI總線實

13、現信號參數的讀寫控制，如 QPSK言號的開始、結束、 碼元個數、碼字以及QPSI信號重復周期等。設計要求1.1)2)2.1)2)3)基本要求載波頻率在5MHz-30 MHz范圍均可；QPS信號的開始、結束、碼元個數、碼字以及 QPSK言號重復周期等參 數或狀態可手動設置。發揮部分脈沖寬度可調；載波頻率在5MHz-30 MHz范圍可調5MHZ時連續波點頻的雜散SFDF達到70dBc以上。評分標準測評內容主要測評點得分合計結構合理5條理清晰5原理應用正確1050設計報告設計方案正確10實驗結果正確10文檔完整，格式規范10基本要求硬件電路完成，方案基本正確155有QPSK信號輸出150QPSKt號

14、的開始、結束、碼元個數、碼 字以及QPSK言號重復周期等參數或狀態可 手動設置，實現任一項得3分。15電路工藝5脈沖寬度可調20發揮部分載波頻率在5MHz-30 MHz范圍可調2055MHz時連續波點頻的雜散 SFDR達到70dBc以上100(2 )載波發射功率:lOOmw。(2 )載波發射功率:lOOmw。單路語音處理與傳輸系統設計、任務設計制作一路語音參數編碼電路，擴頻處理后進行PSK調制，接收端進行PSK解調、解擴處理，恢復語音。示意圖如下:二、要求1.基本要求(1 )語音數字化處理后速率要求：4-13Kb/s,擴頻序列的本原多項式為:X15+X+1 ，擴頻碼片速率為：1.2M b/s，

15、PSK調制載波頻率：60MHz(3)語音質量可達平均意見得分 MOS (mean opinion score : 3分以上2 .發揮部分(1 )接收端測量并顯示信號強度。在接收機輸入端加入白噪聲，控制載干比分別為lOdB、OdB-lOdB,比較擴頻調制通信系統和直接調制通信系統語音通信質量。(3)定量分析采用擴頻技術后，在上述噪聲情況下，系統的抗干擾能力。自制用來定量測量系統誤碼的簡易誤碼率測試儀， 其方框圖見圖20圖2(4)其它三、評分標準滿分J基設計與總結報告：方案比較、設計與論證，理論分析與計算，電路50本圖及有關設計文件，測試方法與儀器，測試數據及測試結果分析。要求實際制作完成情況50

16、發完成第（1 ）項10揮完成第（2）項15部完成第（3）項20分完成第（4）項5五、具有跳頻保密功能的FM對講機系統、任務設計并制作一個具有跳頻保密功能的 FM對講機，方框圖如下。二、要求1基本要求(1)(2)(3)(4)(5)實現語音調頻對講功能。載波可調范圍：30MHz88MHz。載波頻率穩定度：優于10-3。發射機輸出功率：大于100mW(50Q )。 接收機輸入靈敏度：小于1mv。可實現輸出頻率步進，步進間隔為1MHz100kHz。2、發揮部分(1)采用鎖相環進一步提高輸出頻率穩定度，輸出頻率步進間隔為100kHz。收發能同時順序步進改變載波(移頻速率大于1步/S),要求語音通“斷續”

17、。選用合適的信道，改用大于127位m序列的“跳頻圖案”來控制跳(2)信無明顯(3)頻保密通信(跳頻速率大于1跳/S),要求語音通信無明顯“斷續”。(4)實時輪流顯示“頻率序號”和“頻率值”。(顯示載波頻率的誤差 5kHz可以手動設置“固定載波通信”、“順序移頻通信”和“亂序跳頻通信” 等狀態。其它。滿分三、評分標準論文要求設計與總結報告：方案比較、設計與論證，理論分析與計 算，電路圖及有關設計文件，測試方法與儀器，測試數據 及測試結果分析。實際制作完成情況50基本要求完成第（1）項15完成第（2）項10完成第（3）項5完成第（4）項5完成第（5）項5完成第（6）項10發揮部分完成第（1）項16

18、完成第（2）項8完成第（3）項8完成第（4）項8完成第（5）項5其它5C題：無線漢字識別裝置、任務設計制作一套無線漢字識別裝置。該裝置由閱讀器、應答器和耦合線圈組成， 其方框圖如圖1所示。裝置中閱讀器、應答器均有無線傳輸漢字的功能，載波頻率3cm,寫入時間 5s顯示漢字錯誤率不大于十分之一。（2）應答器和閱讀器都工作于 “讀 ”狀態。閱讀器通過無線方式正確識別并顯示應答器預置 的漢字，即實現反向傳輸。其他條件同（1）。（3）應答器用自己的擦除功能實現對預置漢字信息擦除后，閱讀器的閱讀顯示屏不應有漢 字顯示。2.2 發揮部分（1）應答器所需電源能量全部通過閱讀器耦合線圈獲得，不允許使用電池及內部含有電池 的集成電路。此時，該裝置能在 完成基本部分（ 2）的要求。寫 ”狀態完成基本部分（ 1）的要求；該裝置能在 “讀 ”狀態2）閱讀器采用單電源供電，在卜分之一，響應時間 55的條件下，盡可能增加耦合線圈間距讀”狀態時，電源供給功率 3W漢字顯示錯誤率不大于D。（3）應答器增加信息存儲功能，盡可能增加漢字數。裝置斷電后， 失。無線漢字識別裝置具有正確寫入和讀出的功能。應答器存儲的信息不丟4）其他。三、評審總結報告、基本部分和發揮部分各占 50 分。總結報告的具體要求見網站；基本部分和發揮 部分的具體測試方法和評分指標將在各學校初測開始時在網站公布。USB存儲