第七届2005年全国大学生电子设计竞赛试题
参赛注意事项
（1）2005年9月7日8:00竞赛正式开始，每支参赛队限定在提供的A、B、C、D、E、F、G题中任选一题；认真填写《登记表》各栏目内容，填写好的《登记表》由赛场巡视员暂时保存。
（2）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。
（3）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。
（4）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。
（5）2005年9月10日20:00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，
由专人封存。
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50?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50?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
基本要求 项目 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 实际制作完成情况 完成第（1）项 完成第（2）项 发挥部分 完成第（3）项 完成第（4）项 其他
满分 50 50 12 10 13 10 5 集成运放参数测试仪（B题）
一、任务
设计并制作一台能测试通用型集成运算放大器参数的测试仪，示意图如图1所示。
键盘与显示控制电路运放参数测试电路被测运放信号源
图1
二、要求
1、基本要求
（1） 能测试VIO(输入失调电压)、IIO(输入失调电流)、AVD (交流差模开环电
压增益)和KCMR (交流共模抑制比)四项基本参数，显示器最大显示数为 3999；
（2）各项被测参数的测量范围及精度如下(被测运放的工作电压为±15V)：
VIO：测量范围为0～40mV（量程为4mV和40mV），误差绝对值小
于3%读数+1个字；
IIO：测量范围为0～4μA（量程为0.4μA和4μA），误差绝对值小于
3%读数+1个字；
AVD：测量范围为 60dB～120dB，测试误差绝对值小于3dB； KCMR：测量范围为 60dB～120dB，测试误差绝对值小于3dB；
（3）测试仪中的信号源(自制)用于AVD、KCMR参数的测量，要求信号源能输
出频率为5Hz、输出电压有效值为4 V的正弦波信号，频率与电压值误差绝对值均小于1%；
（4）按照本题附录提供的符合GB3442-82的测试原理图(见图2~图4)，再制
作一组符合该标准的测试VIO、IIO、AVD 和KCMR参数的测试电路，以此测试电路的测试结果作为测试标准，对制作的运放参数测试仪进行标定。 2、发挥部分
（1）增加电压模运放BWG (单位增益带宽)参数测量功能，要求测量频率范围
为
100kHz～3.5MHz，测量时间≤10秒，频率分辨力为1kHz；
为此设计并制作一个扫频信号源，要求输出频率范围为 40kHz～4MHz，频率误差绝对值小于1%；输出电压的有效值为2V±0.2 V； （2）增加自动测量(含自动量程转换)功能。该功能启动后，能自动按VIO、IIO、
AVD 、KCMR 和BWG的顺序测量、显示并打印以上5个参数测量结果； （3）其他。
三、评分标准
基本要求 项 目 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。 实际制作完成情况 完成第（1）项 发挥部分 完成第（2）项 其他 满分 50 50 30 15 5 四、说明
1、为了制作方便，被测运放的型号选定为8引脚双列直插的电压模运放F741
(LM741、μA741、F007等)通用型运算放大器； 2、为了测试方便，自制的信号源应预留测量端子；
3、测试时用到的打印机自带。
附录：
参照GB3442-82标准，VIO、IIO、AVD 和KCMR参数的测试原理图分别如图2、图3和图4所示。图3和图4中的信号源可采用现成的信号源。为了保证测试精度，外接测试仪表（信号源和数字电压表）的精度应比自制的运放参数测试仪的精度高一个数量级。
（1）VIO、IIO电参数测试原理图
Rf K1RiR R1RiK2Rf① 在K1、K2闭合时，测得辅助运放的输出电压记为VL0 ，则有：
VIO?RiRi?Rf?VL0
② 在K1、K2闭合时，测得辅助运放的输出电压记为VL0 ；在K1、K2断
开时，测得辅助运放的输出电压记为VL1，则有：IIO?
（2）AVD电参数的测试原理与测试原理图
Rf RiRiRf被测运放
+被测运放R2R -++VL数字电压表(4位半以上)-辅助运放
图2
RiRi?Rf?VL1?VL0 RR1+RLVsR2VLO数字示波器--辅助运放信号源
图3
设信号源输出电压为VS，测得辅助运放输出电压为VL0，则有
?VSRi?RfAVD?20lg??V?Ri?LO（3）KCMR电参数的测试原理与测试原理图
Rf ???(dB) ?RiR1VS信号源RiRf设信号源输出电压为VS，测得辅助运放输出电压为VL0，则有
附录说明
1、测试采用了辅助放大器测试方法。要求辅助运放的开环增益大于60dB，输入失调电压和失调电流值小；
2、为了保证测试精度，要求对R、Ri、Rf的阻值准确测量，R1、R2的阻值尽可能一致；IIO与R的乘积远大于VIO； IIO与Ri // Rf的乘积应远小于VIO。测试电路中的电阻值建议取：Ri =100Ω、Rf =20 k?～100k?、R1 = R2=30k?、RL=10 kΩ、R=1MΩ；
3、建议图3、4中使用的信号源输出为正弦波信号，频率为5Hz、输出电压有效值为4 V。
一、任务
采用外差原理设计并实现频谱分析仪，其参考原理框图如下图所示。
+被测运放RLR2-+VL0数字示波器-辅助运放图4
KCMR?VSRi?Rf?20lg??V?Ri?LO
???(dB) ?简易频谱分析仪（C题）