2008年廣西省大學(xué)生電子設(shè)計競賽試題
A題：寬帶前置放大電路
一、 任務(wù)
設(shè)計一個前置放大電路，使其在較寬的頻帶范圍內(nèi)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(wǎng)絡(luò)、有源放大等環(huán)節(jié)，采用單端輸入單端輸出方式實現(xiàn)信號變換。輸入阻抗匹配單元有50Ω和1MΩ兩種數(shù)值可選;無源衰減網(wǎng)絡(luò)單元可以在輸入阻抗不變的前提下實現(xiàn)對信號1倍或10倍衰減;有源放大單元可以實現(xiàn)1、2、5、10倍放大，電路輸出電阻近似為0。
二、 要求
2.1 基本要求
(1) 輸入阻抗：直流輸入阻抗可以50Ω和1MΩ可選，允許誤差2%。
(2) 過載能力：50Ω阻抗可承受5V輸入過載，1MΩ阻抗可承受36V輸入過載，過載時間不少于1分鐘。
(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(nèi)。
(4) 大信號1倍放大帶寬特性：輸入峰值為1V的正弦信號，電路的工作帶寬不低于DC～10MHz。
(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DC～10MHz。
2.2 發(fā)揮部分
(6) 2倍放大帶寬特性：輸入峰值為0.5V的正弦信號，放大2倍，電路的工作帶寬不低于DC～10MHz。
(7) 5倍放大帶寬特性：輸入峰值為0.2V的正弦信號，放大5倍，電路的工作帶寬不低于DC～10MHz。
(8) 10倍放大帶寬特性：輸入峰值為0.1V的正弦信號，放大10倍，電路的工作帶寬不低于DC～10MHz。
(9) 大信號1倍放大擴展寬帶特性：輸入峰值為1V的正弦信號，電路的工作帶寬不低于DC～35MHz。
(10) 小信號擴展帶寬特性：輸入峰值為0.1V時，電路設(shè)置衰減10倍，再放大10倍，電路的工作帶寬不低于DC～35MHz。
(11) 輸出信號的幅度過沖可控制在理論輸出值的15%內(nèi)。
(12) 特色創(chuàng)新。
四、說明
1. 在進(jìn)行各項測試時，放大電路開路;在進(jìn)行幅度頻率特性測試時，在輸入阻抗1MΩ條件下測試。
2. 有源放大電路采用正負(fù)5V電源，電源可由外部直接提供。
3. 工作帶寬，指信號在該頻帶內(nèi)穩(wěn)態(tài)的輸出衰減不超過理論幅度的10%，穩(wěn)態(tài)輸出值可以不考慮過沖影響，但要記錄過沖值。
4. 整個電路只能由純模擬電路實現(xiàn)，一旦調(diào)試完成，測試時不允許對電路元件再進(jìn)行調(diào)整。
5. 狀態(tài)的選擇可由手動開關(guān)實現(xiàn)，禁止輸入輸出端直通短接。
C題：無線漢字識別裝置
一、任務(wù)
設(shè)計制作一套無線漢字識別裝置。該裝置由閱讀器、應(yīng)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(yīng)答器均有無線傳輸漢字的功能，載波頻率≤5MHz，調(diào)制方式任選。不得使用現(xiàn)有射頻識別卡或用于識別的專用芯片。裝置中的耦合線圈為圓形空芯線圈，用直徑不大于1mm的漆包線或有絕緣外皮的導(dǎo)線密繞10圈制成。線圈直徑為6.6±0.5cm(可用直徑6.6 cm左右的易拉罐作為骨架，繞好取下，用絕緣膠帶固定即可)。線圈間的介質(zhì)為空氣。兩個耦合線圈最接近部分的間距定義為D。
閱讀器、應(yīng)答器只能使用耦合線圈耦合，不得使用其他耦合方式。
閱讀器采用外接單電源供電，具有通過無線方式實現(xiàn)“寫”與“讀”漢字的兩種工作模式，由開關(guān)或鍵盤實現(xiàn) “寫”或“讀”的控制?！皩憽睜顟B(tài)，輸入用鍵盤，并有顯示屏顯示輸入的漢字?！白x”狀態(tài)，顯示屏顯示應(yīng)答器接收的漢字。
應(yīng)答器供電要求有兩種方式，一是采用兩節(jié)1.5V，5號干電池供電，另一是通過耦合線圈由閱讀器無線方式提供。應(yīng)答器能夠通過無線方式接收、存儲由閱讀器傳來的預(yù)置漢字信息(或編碼)，裝置斷電后，應(yīng)答器存儲的信息不丟失。應(yīng)答器能通過無線方式讀出由閱讀器傳輸來的漢字。應(yīng)答器還應(yīng)設(shè)有對寫入漢字信息進(jìn)行擦除的功能鍵。
預(yù)置漢字范圍為二級漢字或液晶顯示器漢字庫范圍。
二、要求
2.1 基本要求
(1)應(yīng)答器采用兩節(jié)1.5V 五號電池供電，閱讀器用外接單電源供電，二者都工作于“寫”狀態(tài)。閱讀器通過無線方式向應(yīng)答器寫入任選的三個漢字。采用鍵盤輸入，并由顯示屏顯示寫入漢字，閱讀器具有改寫和刪除寫入漢字的功能。耦合線圈間距D≥3cm，寫入時間≤5s。顯示漢字錯誤率不大于十分之一。
(2)應(yīng)答器和閱讀器都工作于“讀”狀態(tài)。閱讀器通過無線方式正確識別并顯示應(yīng)答器預(yù)置的漢字，即實現(xiàn)反向傳輸。其他條件同(1)。
(3)應(yīng)答器用自己的擦除功能實現(xiàn)對預(yù)置漢字信息擦除后，閱讀器的閱讀顯示屏不應(yīng)有漢字顯示。
2.2 發(fā)揮部分
(1)應(yīng)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(nèi)部含有電池的集成電路。此時，該裝置能在“寫”狀態(tài)完成基本部分(1)的要求;該裝置能在“讀”狀態(tài)完成基本部分(2)的要求。
(2)閱讀器采用單電源供電，在“讀”狀態(tài)時，電源供給功率≤3W，漢字顯示錯誤率不大于十分之一，響應(yīng)時間≤5s的條件下，盡可能增加耦合線圈間距D。
(3)應(yīng)答器增加信息存儲功能，盡可能增加漢字?jǐn)?shù)。裝置斷電后，應(yīng)答器存儲的信息不丟失。無線漢字識別裝置具有正確寫入和讀出的功能。
(4)其他。
二、要求：
2.1 基本要求
(1)在交流供電U1=36VAC和直流供電U3=36VDC兩種情況下，保證輸出電壓U2=24VAC，且保證其頻率為50±1Hz，額定輸出功率80W;
(2)切斷交流電源后，在輸出滿載情況下工作時間不少于2分鐘;
(3)交流供電時，電源達(dá)到以下要求：
1. 電壓調(diào)整率：滿載條件下，U1從29VAC增加至43VAC，U2變化不超過5%;
2. 負(fù)載調(diào)整率：U1=36VAC、U2=24VAC，從空載到滿載，U2變化不超過5%;
(4)直流供電時，滿載條件下，效率 不低于65%( );
(5)具有輸出短路保護功能。
2.2 發(fā)揮部分
(1)交流供電時，將電壓調(diào)整率和電壓調(diào)整率提高至2%，條件同基本部分;
(2)直流供電時，在滿載條件下，將效率提高至80%;
(3)滿載條件下，輸出正弦波失真度不大于5%;
(4)具有給蓄電池充電功能，充電電流不小于0.1A，充電電路對蓄電池不能過充;
(5)具有欠壓保護功能：當(dāng)蓄電池的放電電壓≤29V時整機自動保護停止工作;
(6)其他。
