题目一 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0～＋9.9V，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
冯代存 （1）输出电压可预置在0～9.9V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 |
发挥部分 | 完成第一项 | 5 |
完成第二项 | 15 |
完成第三项 | 20 |
| | |
题目二 实用信号源的设计和制作
一、任务
在给定±15V电源电压条件下，设计并制作一个正弦波和脉冲波信号源。
二、要求
1．基本要求 （1）正弦波信号源 ① 信号频率：20Hz～20kHz步进调整，步长为5Hz ② 频率稳定度：优于10-4 ③ 非线性失真系数≤3% （2）脉冲波信号源 ① 信号频率：20Hz～20kHz步进调整，步长为5Hz ② 上升时间和下降时间：≤1μs ③ 平顶斜降：≤5% ④ 脉冲占空比：2%～98%步进可调，步长为2%
（3）上述两个信号源公共要求
① 频率可预置。
② 在负载为600Ω时，输出幅度为3V。
③ 完成5位频率的数字显示。
2．发挥部分
（1）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整，调整范围为100mV～3V，步长为100mV。
（3）正弦波和脉冲波频率可自动步进，步长为1Hz。
（4）降低正弦波非线性失真系数。
三、评分标准
| 剖分式骨架油封项 目 | 得 分 |
基本要求 | 设计与总结报告：方案设计与论证，理论计算与分析，电路图，测试方法与数据，结果分析 | 50 |
实际制作完成情况 | 50 |
发挥部分 | 完成第一项 | 10 |
完成第二项 | 10 |
完成第三项 | 5 |
完成第四项 | 5 |
特与创新 | 20 |
| | |
A题 直流稳定电源
一、任务
设计并制作交流变换为直流的稳定电源。
二、要求
1．基本要求
（1）稳压电源 在输入电压220V、50Hz、电压变化范围＋15%～－20%条件下：
a．输出电压可调范围为+9V～+12V
b．最大输出电流为1.5A
c．电压调整率≤0.2%（输入电压220V变化范围＋15%～－20%下，空载到满载）
d．负载调整率≤1%（最低输入电压下，满载）
e．纹波电压（峰-峰值）≤5mV（最低输入电压下，满载）
f．效率≥40%（输出电压9V、输入电压220V下，满载）
g．具有过流及短路保护功能
（2）稳流电源 在输入电压固定为＋12V的条件下：
a．输出电流：4～20mA可调
b．负载调整率≤1%（输入电压＋12V、负载电阻由200Ω～300Ω变化时，输出电流为20mA时的相对变化率）
（3）DC-DC变换器 在输入电压为+9V～+12V条件下：
a．输出电压为+100V，输出电流为10mA
b．电压调整率≤1%（输入电压变化范围+9V～+12V）
c．负载调整率≤1%（输入电压+12V下，空载到满载）
d．纹波电压（峰-峰值）≤100mV （输入电压+9V下，满载）
2．发挥部分
（1）扩充功能
a．排除短路故障后，自动恢复为正常状态
b．过热保护
c．防止开、关机时产生的“过冲”
（2）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
b．扩大输出电压调节范围和提高最大输出电流值
（3）改善DC-DC变换器
a．提高效率（在100V、100mA下）
b．提高输出电压
（4）用数字显示输出电压和输出电流
三、评分意见
| 项 目 | 得 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（1）项 | 9 |
完成第（2）项 | 15 |
完成第（3）项 | 6 |
完成第（4）项 | 10 |
特与创新 | 10 |
| | |
A题 波形发生器
一、任务
设计制作一个波形发生器，该波形发生器能产生正弦波、方波、三角波和由用户编辑的特定形状波形。示意图如下：
二、要求
1．基本要求
（1）具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性波形的功能。
（2）用键盘输入编辑生成上述三种波形（同周期）的线性组合波形，以及由基波及其谐波（5次以下）线性组合的波形。
（3）具有波形存储功能。
（4）输出波形的频率范围为100Hz～20kHz（非正弦波频率按10次谐波计算）；重复频率可调，频率步进间隔≤100Hz。
（5）输出波形幅度范围0～5V（峰-峰值），可按步进0.1V（峰-峰值）调整。
（6）具有显示输出波形的类型、重复频率（周期）和幅度的功能。
2．发挥部分
（1）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。
（3）增加稳幅输出功能，当负载变化时，输出电压幅度变化不大于±3%（负载电阻变化范围：100Ω～∞）。
（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）可产生单次或多次（1000次以下）特定波形（如产生1个半周期三角波输出）。
（6）其它（如增加频谱分析、失真度分析、频率扩展>200kHz、扫频输出等功能）。
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 | 10 |
完成第（4）项 | 5 |
完成第（5）项 | 5 |
完成第（6）项 | 10 |
| | |
电压控制LC振荡器（A题）
一、任务
设计并制作一个电压控制LC振荡器。
二、要求
1、基本要求
（1）振荡器输出为正弦波，波形无明显失真。
（2）输出频率范围：15MHz～35MHz。
（3）输出频率稳定度：优于10-3。
（4）输出电压峰-峰值：Vp-p=1V±0.1V。
（5）实时测量并显示振荡器输出电压峰-峰值，精度优于10％。
（6）可实现输出频率步进，步进间隔为1MHz100kHz。
2、发挥部分
（1）进一步扩大输出频率范围。
（2）采用锁相环进一步提高输出频率稳定度，输出频率步进间隔为100kHz。
（3）实时测量并显示振荡器的输出频率。
（4）制作一个功率放大器，放大LC振荡器输出的30MHz正弦信号，限定使用E=12V的单直流电源为功率放大器供电，要求在50Ω纯电阻负载上的输出功率≥20mW，尽可能提高功率放大器的效率。
（5）功率放大器负载改为50Ω电阻与20pF电容串联，在此条件下50Ω电阻上的输出功率≥20mW，尽可能提高放大器效率。
（6）其它。
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。 | 热电堆 50 |
实际制作完成情况 | 50 |
发挥部分 | 完成第（1）项 | 5 |
完成第（2）项 | 15 |
完成第（3）项 | 5 |
完成第（4）项 | 10 |
完成第（5）项 | 10 |
| 碳计算器 其它 | 5 |
| | |
四、说明
1、需留出末级功率放大器电源电流IC0(或ID0)的测量端，用于测试功率放大器的效率。
正弦信号发生器（A题）
一、任务
设计制作一个正弦信号发生器。
二、要求
1、基本要求
（1）正弦波输出频率范围：1kHz～10MHz；
（2）具有频率设置功能，频率步进：100Hz；
（3）输出信号频率稳定度：优于10-4；
（4）输出电压幅度：在负载电阻上的电压峰-峰值Vopp≥1V；
（5）失真度：用示波器观察时无明显失真。
2、发挥部分
在完成基本要求任务的基础上，增加如下功能：
（1）增加输出电压幅度：在频率范围内负载电阻上正弦信号输出电压的峰-峰值Vopp=6V±1V；
（2）产生模拟幅度调制(AM)信号：在1MHz~10MHz范围内调制度ma可在10%～100%之间程控调节，步进量10%，正弦调制信号频率为1kHz，调制信号自行产生；
（3）产生模拟频率调制(FM)信号：在100kHz~10MHz频率范围内产生10kHz最大频偏，且最大频偏可分为5kHz/10kHz二级程控调节，正弦调制信号频率为1kHz，调制信号自行产生；
（4）产生二进制PSK、ASK信号：在100kHz固定频率载波进行二进制键控，二进制基带序列码速率固定为10kbps，二进制基带序列信号自行产生；
（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，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 | 12 |
完成第（2）项 | 10 |
完成第（3）项 | 13 |
气相程序升温完成第（4）项 | 10 |
其他 | 5 |
| | |
划线引小球
数控直流电流源（F题）
一、任务
设计并制作数控直流电流源。输入交流200～240V，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：200mA～2000mA；
（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20mA～2000mA，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
