全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽2010年TI杯模擬電子系統(tǒng)專題邀請(qǐng)賽試題

1、寬帶放大器(A題)、任務(wù)設(shè)計(jì)制作一個(gè)5V單電源供電的寬帶低噪聲放大器，輸出為 50Q阻性負(fù)載。 .、要求1基本要求(1) 限定采用高速運(yùn)算放大器 OPA820ID作為第一級(jí)放大電路，THS3091D 作為末級(jí)放大電路，利用 DC-DC變換器TPS61087DRC為末級(jí)放大電 路供電；(2) 放大器電壓增益三40dB(100倍)，并盡量減小帶內(nèi)波動(dòng)；(3) 在最大增益下，放大器下限截止頻率不高于20Hz,上限截止頻率不低 于 5MHz;(4) 在輸出負(fù)載上，放大器最大不失真輸出電壓峰峰值> 10V2發(fā)揮部分(1) 在達(dá)到40dB電壓增益的基礎(chǔ)上，提高放大器上限截止頻率，使之不低 于 10M

2、Hz;(2) 盡可能降低放大器的輸出噪聲；(3) 放大器輸入為正弦波時(shí)，可測(cè)量并數(shù)字顯示放大器輸出電壓的峰峰值和 有效值，輸出電壓(峰峰值)測(cè)量范圍為 0.510V，測(cè)量相對(duì)誤差小于 5%;(4) 其他。三、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)報(bào)告項(xiàng)目分?jǐn)?shù)系統(tǒng)方案2理論分析與計(jì)算9電路與程序設(shè)計(jì)8測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果8設(shè)計(jì)報(bào)告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性3小計(jì)30基本要求完成第(1)項(xiàng)12完成第(2)項(xiàng)10完成第（3）項(xiàng)18完成第（4）項(xiàng)10小計(jì)50發(fā)揮部分完成第（1）項(xiàng)10完成第（2）項(xiàng)20完成第（3）項(xiàng)10完成第（4）項(xiàng)10小計(jì)50總分130光源跟蹤系統(tǒng)示意圖點(diǎn)光源跟蹤系統(tǒng)（B題）一、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)能夠檢測(cè)并指示點(diǎn)光源位置的光

3、源跟蹤系統(tǒng)，系統(tǒng)示意圖如 圖1所示。光源B使用單只1W白光LED，固定在一支架上。LED的電流能夠在150 350mA的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。初始狀 態(tài)下光源中心線與支架間的 夾角9約為60o,光源距地面 高約100cm,支架可以用手動(dòng) 方式沿著以A為圓心、半徑r 約173cm的圓周在不大于土 45o的范圍內(nèi)移動(dòng)，也可以沿 直線LM移動(dòng)。在光源后3 cm 距離內(nèi)、光源中心線垂直平面 上設(shè)置一直徑不小于60cm暗 色紙板。光源跟蹤系統(tǒng)A放置在地 面，通過使用光敏器件檢測(cè)光 照強(qiáng)度判斷光源的位置，并以 激光筆指示光源的位置。圖1、要求1基本要求（1）光源跟蹤系統(tǒng)中的指向激光筆可以通過現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置參數(shù)的方法盡快指

4、向點(diǎn) 光源；（2）將激光筆光點(diǎn)調(diào)偏離點(diǎn)光源中心30cm時(shí)，激光筆能夠盡快指向點(diǎn)光源；（3）在激光筆基本對(duì)準(zhǔn)光源時(shí)，以A為圓心，將光源支架沿著圓周緩慢（1015 秒內(nèi)）平穩(wěn)移動(dòng)20o（約60cm），激光筆能夠連續(xù)跟蹤指向LED點(diǎn)光源；2 發(fā)揮部分（1） 在激光筆基本對(duì)準(zhǔn)光源時(shí)，將光源支架沿著直線LM平穩(wěn)緩慢（15秒 內(nèi)）移動(dòng)60cm，激光筆能夠連續(xù)跟蹤指向光源。（2）將光源支架旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度 B（w 20o）,激光筆能夠迅速指向光源。（3） 光源跟蹤系統(tǒng)檢測(cè)光源具有自適應(yīng)性，改變點(diǎn)光源的亮度時(shí)（LED驅(qū) 動(dòng)電流變化土 50mA），能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)揮部分（1）的內(nèi)容；（4）其他。三、說明1 作為光源的LE

5、D的電流應(yīng)該能夠調(diào)整并可測(cè)量；2測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)為正常室內(nèi)光照，跟蹤系統(tǒng) A不正對(duì)直射陽(yáng)光和強(qiáng)光源；3 系統(tǒng)測(cè)光部件應(yīng)該包含在光源跟蹤系統(tǒng) A中；4光源跟蹤系統(tǒng)在尋找跟蹤點(diǎn)光源的過程中，不得人為干預(yù)光源跟蹤系統(tǒng)的 工作；5除發(fā)揮部分（3）項(xiàng)目外，點(diǎn)光源的電流應(yīng)為300± 15mA;6在進(jìn)行發(fā)揮部分（3）項(xiàng)測(cè)試時(shí)，不得改變光源跟蹤系統(tǒng)的電路參數(shù)或工作 模式；四、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì) 報(bào)告項(xiàng)目分?jǐn)?shù)系統(tǒng)方案2理論分析與計(jì)算8電路與程序設(shè)計(jì)9測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果8設(shè)計(jì)報(bào)告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性3小計(jì)30基本要求完成第（1）項(xiàng)10完成第（2）項(xiàng)20完成第（3）項(xiàng)20小計(jì)50發(fā)揮 部分完成第（1）項(xiàng)15完成第（2）項(xiàng)15完

6、成第(3)項(xiàng)15其他5小計(jì)50總分130信號(hào)波形合成實(shí)驗(yàn)電路(C題)一、任務(wù)設(shè)計(jì)制作一個(gè)電路，能夠產(chǎn)生多個(gè)不同頻率的正弦信號(hào)，并將這些信號(hào)再合成為近似方波和其他信號(hào)。電路示意圖如圖 1所示：圖1電路示意圖、要求1基本要求(1) 方波振蕩器的信號(hào)經(jīng)分頻與濾波處理， 同時(shí)產(chǎn)生頻率為10kHz和30kHz 的正弦波信號(hào)，這兩種信號(hào)應(yīng)具有確定的相位關(guān)系；(2) 產(chǎn)生的信號(hào)波形無明顯失真，幅度峰峰值分別為6V和2V;(3) 制作一個(gè)由移相器和加法器構(gòu)成的信號(hào)合成電路，將產(chǎn)生的10kHz和 30kHz正弦波信號(hào)，作為基波和3次諧波，合成一個(gè)近似方波，波形幅 度為5V，合成波形的形狀如圖2所示。圖2利用基波和3次諧波合成的近似方波2 發(fā)揮部分（1）再產(chǎn)生50kHz的正弦信號(hào)作為5次諧波，參與信號(hào)合成，使合成的波 形更接近于方波；（2）根據(jù)三角波諧波的組成關(guān)系，設(shè)計(jì)一個(gè)新的信號(hào)合成電路，將產(chǎn)生的 10kHz、30kHz等各個(gè)正弦信號(hào)，合成一個(gè)近似的三角波形；（3） 設(shè)計(jì)制作一個(gè)能對(duì)各個(gè)正弦信號(hào)的幅度進(jìn)行測(cè)量和數(shù)字顯示的電路，測(cè) 量誤差不大于_5%;（4）其他。三、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)報(bào)告項(xiàng)目分?jǐn)?shù)系統(tǒng)方案2理論分析與計(jì)算9電路與程序設(shè)計(jì)8測(cè)試