全国大学生电子设计竞赛
2012年大学生电子设计TI杯竞赛论文
设计报告
题目：微弱信号检测装置（A题）
学校：****
指导老师： **** 参赛队员姓名： **** 日期： 2012年 8月8号
目录
1 方案论证与选择 (1)
1.1 采样方法比较与选择 (1)
1．1.1 加法器方案比较 (1)
1.1.2 纯电阻分压网络 (1)
1.1.3 微弱信号检测电路 (1)
1.1.4 单片机模块的选择 (2)
1.2 系统设计 (3)
2 系统软件仿真及流程图 (4)
2.1 加法器 (4)
2.2 纯电阻分压网络 (5)
2.3 带通滤波器 (5)
2.4 移相电路 (5)
2.5 相敏检波器 (6)
2.6 低通滤波 (6)
2.7 单片机显示与流程图 (7)
3 硬件选择和计算 (8)
3.1 加法器 (8)
3.2 纯电阻分压网络 (10)
3.3带通滤波器 (10)
3.4移相电路 (11)
3.5相敏检波器 (12)
3.6低通滤波器 (13)
4 系统调试 (14)
4.1 测量仪器 (15)
4.2 测量结果 (17)
5 实验总结 (18)
微弱信号检测装置设计报告
成员：*** 院校：****
摘要：本文介绍了利用锁相放大的方法进行微弱信号检测的电路设计方案。本设计以带通滤波电路、移相电路、相敏检波电路、低通滤波电路实现锁相放大的功能；加法器和电阻分压网络为辅助电路； MSP430G2553单片机实现信号输出和显示功能。
系统主要由五个模块组成：信号发生模块、加法器模块、纯电阻分压网络、锁相环路模块和显示模块。首先将正弦波信号源产生的有用信号和噪声源（MP3输出）产生的噪声信号通入加法器TL081中叠加。将其输出的混合信号通入电阻分压网络实现衰减。其次将信号通入高通滤波器和低通滤波器合成的带通滤波器，对信号进行功率放大，并滤除带外噪声。将输出信号和同频同相的参考信号（产生的振荡信号确定频率后通入移相器得到）同时接入相敏检波器进行整流后加低通滤波器进行信号幅度值的提取。最后将信号的幅值通入单片机进行信号的恢复，完成微弱信号提取。最终实现微弱信号的检测装置的设计和调试。
关键字： MSP430；锁相放大；相敏检波；带通滤波；低通滤波
1 方案论证与选择
本设计要求检测在强噪声背景下已知频率的微弱正弦波信号的幅度值，并数字显示出该幅度值。根据题意需要制作加法器、纯电阻分压网络、微弱信号检测电路、显示电路这个部分。
现将各部分分别进行比较论证。
1.1 采样方法比较与选择
1．1.1 加法器方案比较
方案一：采用NE5532，是一种双电源运放集成。优点是放大倍数可以通过更改负反馈电阻值来实现。但是缺点是它自身没有集成高低音调节功能，且输出的带宽不能满足要求，因此没采用此方案。
方案二：简单的运算放大器TL084CN，正弦波信号和1KHz的噪声信号通过TL084加法器得到一个混合的信号，该芯片满足输出电压值V C=V S+V N且有效带宽大于1MHz，同时电路设计简单，性能比较好，能实现各部分功能，经过试验经验得到该芯片达到的性能指标较好，所以选择此方案。
1.1.2 纯电阻分压网络
为了满足题目的基本要求纯电阻分压网络的衰减系数不低于100，所以我们采用纯电阻分压原理，利用99:1的比例电阻构成输出电压是原来的百分之一的衰减电路。通过该电路可使衰减达到40db。
1.1.3 微弱信号检测电路
微弱信号检测电路是整个设计的重点。分为带通滤波、相敏检波器(相乘器)和低通滤波构成。
（1）带通滤波方案分析：带通滤波器是一个只有在特定频段的频率传递信号衰减这一频段以外的所有信号的同时，其目的是提高增益、放大微弱信号。提取出在1KHz范围内的正弦波信号和噪声信号的混合波，得到有效部分。
方案一：用MAX267设计自适应带通滤波器，MAX267只有一种工作模式，在这种模式下，带通滤波器的中心频率只与外部输入设置有关，容易控制，但是由于所要提取的基波信息与其谐波分量的频率相隔较远，工作的频率范围内存在干扰信号，且带通滤波器的输出频率低于其中心频率，所以不建议采用此方案.
方案二：此方案采用OP77芯片，单位增益稳定，性能良好，输出级能驱动负载能力，同时能良好的在1KHz范围内得到有用的混合波，达到正弦波信号V c 的频率为1 kHz、幅度峰峰值在200mV ~ 2V范围内因此选择使用OP77。
（2）移相电路：
方案一：TL062CD是低功率输入运算放大器，它具有高输入阻抗，低的输入偏置电流和低输入失调电流。先进的设计，但是在相位偏移上有局限，只能在
0-90度之间调制，即此方案不被采用。
方案二：FL353P这个芯片是一种低成本，高速，具有极低的输入失调电压JFET输入运算放大器。它需要低供应电流的维持一个大的增益带宽积和快速压摆率。此外，相匹配的高电压JFET的输入提供了非常低的的输入偏置和偏置电流，且没有工作温度和存储温度的影响，电路性能好，设计简单，因此采用此方案。
（3）相敏检波器: 相敏检波电路能够鉴别调制信号相位，从而判别被测量变化的方向，同时相敏检波电路还具有选频的能力，从而提高测控系统的抗干扰能力。从电路结构上看，相敏检波电路的主要特点是，除了所需解调的调幅信号外，还要输入一个参考信号,有了参考信号就可以用它来鉴别输入信号的相位和频率。模拟乘法器应用电路较简单，对输入信号无特殊要求，其缺点是模拟乘法器为非通用电路，因此价格偏高，且应用时电路调试也比较麻烦。LF353P芯片为了使检波电路具有判别信号相位和频率的能力，提高抗干扰能力。
（4）低通滤波：滤波器的作用是滤除合成的交直流信号，得到近直流分量。
方案一：无源LC低通滤波器电路比较简单，不需要直流电源供电，可靠性高，但是通带内的信号有能量损失，且幅度有所衰减。不建议采用方案二：LF353P滤波器性能良好，且波形输出无失真，所以采用此套方案。
1.1.4 单片机模块的选择
方案一： 89C51 单片机本身的电源电压是5v，有两种低功耗方式：待机方式和掉电方式。在掉电状态下，其耗电电流为3mA，在掉电方式下提供约50mA 的电流。其次，80C51单片机是8 位单片机，速度较慢，且不能在线编程。不建议采用方案。
方案二： MSP430G 2553单片机功能齐全，功耗小。能显示数据且能完成补偿，在电压峰值超过时有蜂鸣器进行报警。所以选择MSP430G2553最小集成开发板。
1.2 系统设计
本设计是一套用以检测在强噪声背景下已知频率的微弱正弦波信号的幅度值，并数字显示出该幅度值。为便于测评比较，统一规定显示峰值。如图1所示。
图1 微弱信号检测装置示意图
图2微弱信号检测电路
当正弦波信号即是A点为1KHz和噪声源V N 在R测其频率，经过加法器混和后形成混合信号V C =V S+V N，且满足基本要求带宽大于1MHz，得到的混合信号接到纯电阻电路中，即是利用一个可调电阻和一个固定阻值的1 电阻，形成99:1的衰弱电路，根据电阻分压可得到新的电压输出是原来的百分之一，因而满足纯电阻分压网络的衰减系数不低于100。通过带通滤波提取出在1KHz范围内的正弦波信号和噪声信号的混合波。
通过分析题目的各项要求，微弱信号检测电路是本设计的重点。首先思考如果欲将1KHz信号从噪声中检测出来，可以利用滤波，锁相放大，取样积分等等方法。本设计采用锁相放大的方法实现检测电路的设计。如图2所示，包括：用一个高通滤波器级联一个低通滤波器组成一个带通滤波电路同时实现100倍的增益。可以滤除500Hz ~ 2kHz范围外的噪声输出设为V b；然后通过移相器将参考信号V a（同频同相的相干波）与V b通入LF353P芯片搭建的相敏检波器得到V x 信号；然后接入低通滤波滤除频率大于40Hz的频率成分，得到检测输出直流分量V o输出；最后单片机显示正弦波信号的幅度值。
2 系统软件仿真及流程图
锁相放大是本设计的重点环节。系统总体框图如图3所示。混合电路信号经过带通滤波器时得到在1KHz范围内的正弦波和噪声的叠加信号，滤除高频部分。同时参考信号经过移相器后得到相同频率相同幅值的信号，相敏检波器不仅能鉴别相位还能分频，最后经过低通滤波器后把交直流的信号分离开，得到直流分量。
图3系统总体框图
2.1 加法器
当一个1KHz的正弦波信号和噪声信号通过加法器后得到一个混合信号，TL081ACD是一个简单的运算放大电路，性能高。
图4 加法器电
2.2 纯电阻分压网络
利用电阻分压过程，电阻的比例关系式99:1，在输入是时，输出D 点V i 衰减100，V i =1/100 V C 。如图5所示。
图5纯电阻电路
2.3 带通滤波器
带通滤波器是一个允许特定频段的波通过同时滤除带外噪声的电路。在本电路图中，保留在1KHz 频率左右的信号（500Hz ~ 2kHz ）。仿真如图6所示。
图6带通滤波电路
U i
U
O
2.4 移相电路
如果一个频率为ω的正弦信号通过系统后，它的相位落后D，则该信号被延迟了D /ω的时间。所以我们利用LF353P芯片，对相位进行调整。仿真如图7所示。
图7移相原理图
2.5 相敏检波器
两个同频信号之间的相位进行检波，经过相敏检波后的波形为整流后的波形，频率变成正弦频率的两倍即2KHz。如图8所示。
图8 相敏检波电路
2.6 低通滤波
从相敏检波器得到的交流信号经过低通滤波器后将被滤除掉（大于40Hz的频率被滤除），得到平稳的直流电压信号（幅值等于输入正弦波的V S 的幅度）。仿真电路如图9所示。
图9低通滤波电路
2.7 单片机显示与流程图
A/D转换电路利用MSP430F2012单片机内部提供的ADC10外部模块完成，它是一个逐次逼近型高性能的10位模数转换器，使用外部基准参考电压.
图10 单片机程序框
编程感想及软件设计注意事项。
程序应采用模块化结构，程序代码简洁，具有较高执行效率。对于变量的使用，尽可能多的使用局部变量，尽可能多的使用字符和整形变量。对于具有数据运算的程序，要注意参与运算数据的次序，否则影响运算结果的数据精度。编写程序需要不断的修改、整理、优化，以使程序具有较少的代码量，较高工作效率。
3 硬件选择和计算
3.1 加法器
低通滤波器的上限截止频率，fL是高通滤波器的下限截止频率，Bw是此次设计滤波器的带宽，fo是滤波器的中心频率。输入信号波形见图11所示。
图11 输入正弦波波形
经过加法器后示波器显示波形，以及实物图见图12.13所示
图12 经过加法器后的波形
图13 加法器实物图
3.2 纯电阻分压网络
纯电阻分压网络的衰减系数不低于100，我们采用纯电阻分压原理，利用99:1的比例电阻构成输出电压是原来的百分之一的衰减电路。通过该电路可使衰减达到40db。如图13所示
。
图13 纯电阻分压网络
3.3 带通滤波器
带通滤波器是一个只有在特定频段的频率传递信号衰减这一频段以外的所有信号的同时，其目的是提高增益、放大微弱信号。提取出在1KHz范围内的正弦波信号和噪声信号的混合波，得到有效部分。见图14 波形显示。
图14 带通滤波波形图
3.4移相电路
移相电路是输出信号和同频同相的信号。见图15波形图所示
图1 5移相后的波形图
实物图如图16所示
图16 移相实物图
3.5相敏检波器
相敏检波电路能够鉴别调制信号相位，从而判别被测量变化的方向，同时相敏检波电路还具有选频的能力，从而提高测控系统的抗干扰能力。见图17波形图所示
图17 经过相敏检波电路后的波形
相敏检波器实物图见图18所示
图18 相敏检波器实物图
3.6低通滤波器
滤波器的作用是滤除合成的交直流信号，得到近直流分量。如图19所示经过低通滤波器后的波形图。
图19 经过低通滤波器后的波形
实物图见20所示
图20低通滤波器实物图总体实物图如图21所示
图21总体实物图
4 系统调试
4.1 测量仪器
杜邦线、插线、显示屏、正弦波发生器SFG-1013E、示波器DS1102E、万用表VC97、直流稳压电UTP3703
采用先分别调试再进行整体调试的方法，以提高调试效率。见表一所示测量数据4.2 测量结果
5 实验总结
本设计完成了微弱信号检测装置的设计、制作和调试，最后通过单片机进行显示。
对于题目要求的基础和发挥部分完成如下：
1、用TL084CN进行加法器的设计，得到噪声混叠的正弦信号V C=V S+V N，带宽大于1MHz；
2、用纯电阻分压方式进行衰减系数为100的衰减；
3、当输入正弦波信号V S 的频率为1 kHz、幅度峰峰值在20mV ~ 2V范围内时，检测并显示正弦波信号的幅度值，并且误差很小。
不足之处：由于时间仓促，仅完成对固定信号的测量，当被测信号V S的频率范围扩展时，设想应采用单片机产生500Hz ~ 2kHz的参考信号（方波）通过正交相乘电路进行自动相位一致，然后与混叠的正弦信号V C进行步进检测最后进行相敏检波就可以得到原正弦信号V C。
文献参考：
[1]王卫东;高频电子线路（第二版）.北京：电子工业出版社
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[5]李晓明.段清明.王晓光;锁相放大采集系统[J];吉林大学学报(信息科学版);2009年04期
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[8]：廖磊张晓青李东 ;《北京信息科技大学学报：自然科学版》 2010年第4期
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2013年全国大学生电子设计竞赛 简易旋转倒立摆及控制装置（C题） 【本科组】 摘要： 通过对该测控系统结构和特点的分析，结合现代控制技术设计理念实现了以微控制器MC9S12XS128系列单片机为核心的旋转倒立摆控制系统。通过采集的角度值与平衡位置进行比较，使用PD算法，从而达到控制电机的目的。其工作过程为：角位移传感器WDS35D通过对摆杆摆动过程中的信号采集然后经过A/D 采样后反馈给主控制器。控制器根据角度传感器反馈信号进行PID数据处理，从而对电机的转动做出调整，进行可靠的闭环控制，使用按键调节P、D的值，同时由显示模块显示当前的P、D值。 关键字： 倒立摆、直流电机、MC9S12XS128单片机、角位移传感器WDS35D、PD算法
目录 一、设计任务与要求 (3) 1 设计任务 (3) 2 设计要求 (3) 二系统方案 (4) 1 系统结构 (4) 2 方案比较与选择 (4) （1）角度传感器方案比较与选择 (4) （2）驱动器方案比较与选择 (5) 三理论分析与计算 (5) 1 电机的选型 (5) 2 摆杆状态检测 (5) 3 驱动与控制算法 (5) 四电路与程序设计 (6) 1 电路设计 (6) （1）最小系统模块电路 (6) （2）5110显示模块电路设计 (7) （3）电机驱动模块电路设计 (8) （4）角位移传感器模块电路设计 (8) （5）电源稳压模块设计 (8) 2 程序结构与设计 (9) 五系统测试与误差分析 (10) 5.1 测试方案 (10) 5.2 测试使用仪器 (10) 5.3 测试结果与误差分析 (10) 6 结论 (11) 参考文献 (11) 附录1 程序清单（部分） (12) 附录2 主板电路图 (15) 附录3 主要元器件清单 (16)
自动搬运机器人 王泽栋1 曹嘉隆1 高召晗1 杨超2 （1．电子信息工程系学生，2.电子信息工程系教师） 【摘要】 本设计与实作是利用反射式红外线传感器所检测到我们所要跑的路线，我们以前后车头共4颗红外感应传感器TCRT5000来检测黑色路线，并利用Atmel 公司生产的8位单片机AT89S52单片机做决策分析。，将控制结果输出至直流电机让车体自行按预先设计好的路线行走。以AT89S52晶片控制自动搬运机器人的行径，藉由自动搬运的制作过程学习如何透过程式化控制流程、方法与策略、利用汇编语言控制电机停止及正反转，使自动搬运机器人能够沿轨道自行前进、后退以及转弯。目的是在于让车子达到最佳效能之后，参加比赛为最终目的。自动搬运机器人运行过程中会遇到直线、弯道、停止。该设计集检测，微控等技术为一体，运用了数电、模电和小系统设计技术。该设计具有一定的可移植性，能应用于一些高难度作业环境中。 【关键词】自动搬运；黑线检测；时间显示。 1.系统方案选择和论证 1．1 系统基本方案 根据要求，此设计主要分为控制部分和检测部分，还添加了一些电路作为系统的扩展功能，有电动车每一次往返的时间（记录显示装置需安装在机器人上）和总的行驶时间的显示。系统中控制部分包括控制器模块、显示模块及电动机驱动模块。信号检测部分包括黑线检测模块。系统方框图如图1.1.1 图1.1 系统方框图 1．2各模块方案的比较与论证 （1）控制器模块 根据设计要求，控制器主要用于信号的接收和辨认控制电机的正反转、小车的到达直角转弯处的转向、时间显示。 方案一：采用MCS-51系列单片机价格低、体积小、控制能力强。 方案二：采用与51系列单片机兼容的Atmel公司的AT89S52作为控制器件
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一、引言 为了满足题目发挥部分规定的电压调整率、负载调整率以及效率等几项指标要求，我们在设计中主要是尽量减少辅助控制电路的损耗。通过单片机和脉宽调制电路来稳定输出电压，并通过单片机的控制实现对整个电路的过流保护功能，排除过流故障后，电源能自动恢复为正常工作状态。同时，当输出电压与设定电压误差较大时，单片机能对输出电压进行一定调节，以提高负载调整率；通过单片机实现了输出电压的键盘设定和步进调整（步进为1V）。系统具有测量和数字显示输出电压、电流的功能。此外，还增加了实时输出功率测量与显示、在输出过流的时候系统发出声、光报警信号等功能。 二、方案论证与比较 1．DC-DC主回路拓扑方案论证 方案一：采用变压器升压的隔离型PWM直流－直流变换器电路，此电路效率较低，开关辐射/纹波较大，电路较复杂。 方案二：采用非隔离型BOOST升压电路，控制电路用专用集成芯片UC3843A，这种电路使用的外部原件最少、调试容易、成本低、效率高。因此，采用此种方案。 2. 控制方法及实现方案 方案一：采用电压型脉宽调制技术，产生频率固定，脉冲宽度可调整的方波脉冲，采用电压反馈环控制系统，它的反馈信息取自输出电压，用反馈电压调整控制器的输出脉冲宽度，改变脉冲占空比，实现开关电源的稳定。 方案二：采用电流型脉宽调制芯片，此技术与传统的仅有输出电压反馈的PWM系统相比增加了一个电感电流反馈。此反馈就做为PWM的斜坡函数，就不再需要锯齿波发生器，更重要的是使用电感电流反馈使系统的可靠性有了明显的改善，经比较具有如下优点： 1)使系统具有快速的瞬态响应及高速的稳定性。 2)输出电压精度很高。 3)具有内在的对功率开关管电流的控制及限流能力。 4)具有良好的并联运行能力。 可以看出方案二的控制性能明显优于方案一，所以采用方案二。 3. 提高效率的方法及实现方案 单片机系统及其它辅助电路的功耗对电源的整体效率有很大的影响。所以选用一款功耗低的单片机作为控制与显示单元电路。采用效率高、开关速度快、损耗小的MOS场效应管作为主开关管。选用快速、低损耗的肖特基二极管作为输出
题目 摘要：……（左顶格小四宋体）摘要是概括地总结论文的内容。一般写摘要应考虑必须自成系统，并尽量提供更多的信息。摘要应包括下列内容： A.简明扼要地说明课题研究的主要意义和目的； B.作者做了哪些工作； C.如何做的(采用的方案)； D.主要结果和结果的意义。 摘要应避免写成正文小标题的罗列，应具有独立性和自含性,并采用第三人称表述,一般以300字内为宜。 关键词：…；…；…（3～5个） 关键词是反映文章主题内容的名词和术语，应尽量从汉语主题词表中选取，第一关键词应能体现出文章的学科分类 TOPIC Abstract: Keywords:…；…；… 设计报告的密封方法：按页码顺序整理好并装订，第一页为设计题目、400字以内的中文设计摘要及对应的英文摘要，并将“设计报告封纸”在距设计报告上端约2厘米处装订，然后将参赛队的代码（代码由赛区组委会统一编制，在发放题目时通知各参赛队）写在设计报告密封纸的最上方。设计报告装订好后将密封纸掀起并折向报告背后，最后用胶水在后面粘牢。 竞赛组委会设计报告格式要求：设计报告每页上方必须留出3厘米以上空白，空白内不得书写任何内容，每页下端注明页码，如需绘图，应尽量绘制在报告纸上；如采用别的方式绘制，则应将图纸剪下，粘贴在报告纸的相应位置上；如有计算机打印的程序，也要粘贴在报告纸的相应位置上。 报告正文前需附一篇400字以内的中文摘要及对应英文摘要。
一、XXXX方案设计与论证 （考虑过的各方案框图、简要原理和优缺点以及所选方案之理由等）。 文内标题力求简短、明确，各层标题均单独占行书写，一级标题：三号黑体，居中；二级标题：小三幼园，空两格书写序数，空一格书写标题；第三级标题：四号宋体，空两格书写序数，空一格书写标题；四级标题：四号华文新魏，空两格书写序数，空一格书写标题。五级建议采用：小四宋体，(1)，(2)；、六级建议采用：小四宋体，①、②、③。 汉字“一、二、三、……”作为序号时，其后应用顿号，即“一、” 正文：小四号宋体；均缩进2个字符（全角）。 行间距采用1.25倍行距，段前0.5行、段后0.0行。 页码在页面下方，居中。 纸型：A4 页边距：上：3cm ，下：2.54cm，左：3.17cm，右3.17cm 1 XXX方案 1.1 XXXXXX 1.1.1 XXXXXX 图号、图名，五号加粗宋体，图号图名间空1个字符，段前2磅、段后8磅，图下居中。图居中，图中文字：5号宋体，段前0行、段后0行，单倍行距。图序以阿拉伯数字连续编号，仅有1图者于图题处标明“图1”；图需卧排时，应顶左底右。 图5.7.2 PCA定时/计数器和比较/捕获单元 表格应尽可能采用三线表。表格应有表序和表题。序号和表题居中排于表格上方，两者之间空1字。表序以阿拉伯数字连续编号，仅有1表者，于表题处标
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摘要 本设计选用FPGA 作为数据处理与系统控制的核心，制作了一款超高精度的数字频率计，其优点在于采用了自动增益控制电路（AGC）和等精度测量法，全部电路使用PCB 制版，进一步减小误差。 AGC 电路可将不同频率、不同幅度的待测信号，放大至基本相同的幅度，且高于后级滞回比较器的窗口电压，有效解决了待测信号输入电压变化大、频率范围广的问题。频率等参数的测量采用闸门时间为1s 的等精度测量法。闸门时间与待测信号同步，避免了对被测信号计数所产生±1 个字的误差，有效提高了系统精度。 经过实测，本设计达到了赛题基本部分和发挥部分的全部指标，并在部分指标上远超赛题发挥部分要求。 关键词：FPGA 自动增益控制等精度测量法
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1. 系统方案 1.1. 方案比较与选择 宽带通道放大器 方案一：OPA690 固定增益直接放大。由于待测信号频率范围广，电压范围大，所以选用宽带运算放大器OPA690，5V 双电源供电，对所有待测信号进行较大倍数的固定增益。对于输入的正弦波信号，经过OPA690 的固定增益，小信号得到放大，大信号削顶失真，所以均可达到后级滞回比较器电路的窗口电压。 方案二：基于VCA810 的自动增益控制（AGC）。AGC 电路实时调整高带宽压控运算放大器VCA810 的增益控制电压，通过负反馈使得放大后的信号幅度基本保持恒定。 尽管方案一中的OPA690 是高速放大器，但是单级增益仅能满足本题基本部分的要求，而在放大高频段的小信号时，增益带宽积的限制使得该方案无法达到发挥部分在频率和幅度上的要求。 方案二中采用VCA810 与OPA690 级联放大，并通过外围负反馈电路实现自动增益控制。该方案不仅能够实现稳定可调的输出电压，而且可以解决高频小信号单级放大时的带宽问题。因此，采用基于VCA810 的自动增益控制方案。 正弦波整形电路 方案一：采用分立器件搭建整形电路。由于分立器件电路存在着结构复杂、设计难度大等诸多缺点，因此不采用该方案。 方案二：采用集成比较器运放。常用的电压比较器运放LM339 的响应时间为1300ns，远远无法达到发挥部分100MHz 的频率要求。因此，采用响应时间为4.5ns 的高速比较器运放TLV3501。 主控电路 方案一：采用诸如MSP430、STM32 等传统单片机作为主控芯片。单片机在现实中与FPGA 连接，建立并口通信，完成命令与数据的传输。 方案二：在FPGA 内部利用逻辑单元搭建片内单片机Avalon，在片内将单片机和测量参数的数字电路系统连接，不连接外部接线。 在硬件电路上，用FPGA 片内单片机，除了输入和输出显示等少数电路外，其它大部分电路都可以集成在一片FPGA 芯片中，大大降低了电路的复杂程度、减小了体积、电路工作也更加可靠和稳定，速度也大为提高。且在数据传输上方便、简单，因此主控电路的选择采用方案二。
程控增益放大器（B题） 程控增益放大器 摘要：本设计采用带通滤波器来选择输入信号带宽滤除杂质。以工作稳定、性能指标较高的STC89C52RC单片机作为微控制器核心来控制选择DDS模块的信号输出、放大器步进选择以及液晶显示。用两个AD603为放大电路核心组成级联放大电路，通过单片机控制DAC0832将数字量转化为模拟量来进行程控放大，提高了放大增益、扩展了通频带宽、而且具有良好的抗噪声系数。放大器带宽可以预置并显示，经测试本设计基本满足题目要求。 关键词：STC89C52RC AD603 程控放大器 AD9850 带通滤波 目录 1、引言： 1 2、方案设计： 1 2.1 总方案框图 1 2.2 DDS模块选择 1 2.3 滤波电路的选择 2 2.4 增益控制部分，放大器的选择 2 3、设计实现： 2
3.1 硬件设计 2 3.1.1 最小系统设计 3 3.1.2 滤波电路 3 3.1.4 放大电路 3 3.1.5 数模转换，电压输出电路 4 3.2软件设计 4 4、测试： 5 4.1、测试方法 5 4.2、测试条件 5 4.3、测试仪器 5 4.4、测试结果 6 5、结论及体会： 6 5.1 结论 6 5.2 体会 6 参考文献： 7 附录一： 8 1 最小系统和按键模块电路原理图 8
2 滤波电路原理图 8 3 自制DDS模块及其外围电路系统原理图 9 4 增益控制电路原理图 10 5 DAC8032数模转换电路图 11 附录二：主要源程序 12 1、引言： 放大器是电子系统中最基本的单元电路，放大器的增益又是其中一个重要的性能参数，随着电路控制的日益精细，对放大器增益的控制和调整也变得越来越细致。程控增益放大器与普通放大器的差别在于反馈电阻网络可变且受控于控制接口的输出信号。不同的控制信号，将产生不同的反馈系数，从而改变放大器的闭环增益。通过单片机用程序来控制放大的增益，通过键盘输入放大倍数，再利用单片机输出相应的数字信号，然后通过DA变换，换成模拟电压信号，使用这个电压信号来控制放大器的放大倍数，实现了程控增益放大。在灵活性方便性上远远优于传统的放大器。 2、方案设计： 2.1 总方案框图 Ui 本系统原理方框图如图2.1所示。本系统由DDS模块、51单片机、滤波电路、键
2015 年全国大学生电子设计竞赛 全国一等奖作品
设计报告 部分错误未修正，软 件部分未添加
竞赛选题：数字频率计（F 题）
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摘要
本设计选用 FPGA 作为数据处理与系统控制的核心，制作了一款超高精度 的数字频率计，其优点在于采用了自动增益控制电路（AGC）和等精度测量法， 全部电路使用 PCB 制版，进一步减小误差。
AGC 电路可将不同频率、不同幅度的待测信号，放大至基本相同的幅度， 且高于后级滞回比较器的窗口电压，有效解决了待测信号输入电压变化大、频率 范围广的问题。频率等参数的测量采用闸门时间为 1s 的等精度测量法。闸门时 间与待测信号同步，避免了对被测信号计数所产生±1 个字的误差，有效提高了 系统精度。
经过实测，本设计达到了赛题基本部分和发挥部分的全部指标，并在部分指 标上远超赛题发挥部分要求。
关键词：FPGA 自动增益控制 等精度测量法
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目录
摘 要....................................................................................................................1 目录........................................................................................................................ 2 1. 系统方案...................................................................................................3
1.1. 方案比较与选择................................................................................3 1.1.1. 宽带通道放大器.........................................................................3 1.1.2. 正弦波整形电路.........................................................................3 1.1.3. 主控电路.....................................................................................3 1.1.4. 参数测量方案.............................................................................4
1.2. 方案描述............................................................................................4 2. 电路设计...................................................................................................4
2.1. 宽带通道放大器分析........................................................................4 2.2. 正弦波整形电路................................................................................5 3. 软件设计...................................................................................................6 4. 测试方案与测试结果...............................................................................6 4.1. 测试仪器............................................................................................6 4.2. 测试方案及数据................................................................................7
4.2.1. 频率测试.....................................................................................7 4.2.2. 时间间隔测量.............................................................................7 4.2.3. 占空比测量.................................................................................8 4.3. 测试结论............................................................................................9 参考文献................................................................................................................ 9
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1系统方案设计与论证 1.1设计要求 （1）设计一个可根据电源线的电参数信息分析用电器类别和工作状态的装置，电器电流范围 0.005A – 10.0A，用电器包括LED 灯、节能灯、USB 充电器（带负载）、无线路由器、机顶盒、电风扇、热水壶。 （2）可识别的电器工作状态总数不低于 7，电流不大于 50mA 的工作状态数不低于 5，同时显示所有可识别电器的工作状态。自定可识别的电器种类,包括一件最小电流电器和一件电流大于 8A 的电器，并完成其学习过程。 （3）实时指示用电器的工作状态并显示电源线上的电特征参数，响应时间不大于2s。特征参量包括电流和其他参量，自定义其他特征参量的种类、性质，数量自定。电器 的种类及其工作状态、参量种类可用序号表示。 （4）随机增减用电器或改变使用状态，能实时指示用电器的类别和状态。 （5）具有学习功能。清除作品存储的所有特征参数，重新测试并存储指定电器的特征参数。一种电器一种工作状态的学习时间不大于 1 分钟。 1.2设计基本思路 题目要求设计可根据电参数分析用电器类别的装置，区分用电器的方法可以是电流的 大小，电压电流的相位差。因此，装置采用ZMPT101B电压互感器、ZMCT103C电流 互感器采集电压电流信息，判断用电器类型，并经28027单片机程序控制在显示屏显示。该装置可以检测键盘的输入，处于学习、识别两种不同模式，存储信息的模块采 用AT24C64，存储用电器的信息。为完成便携终端信息的接收和提示，系统还加入蜂 鸣器和WIFI无线传输模块。 1.3系统框图 1.4方案比较与选择 （1）控制器 方案一：TMS320F28027是一种高效 32 位中央处理单元，具有分析和断点功能。可 以借助硬件进行实时调试。60MHz器件，3.3V 单电源集成型加电和欠压复位，两个内部 零引脚振荡器多达 22 个，复用通用输入输出 (GPIO) 引脚三个，32 位 CPU 定时器片载 闪存、SRAM、一次性可编程 (OTP) 内存。
2017年全国大学生电子设计竞赛 XXXXXXXXXXXXX（X题） 【本科组】 2017年9月7日
摘要 本系统以飞思卡尔单片机MC9S12XS128作为主控制芯片，通过数字摄像头OV7620采集靶面图像，进行图像信息的处理，得到靶面上弹着点的位置信息，并在OLED上显示弹着点的环数、方位。同时为了方便摄像头的图像的校准，设计了激光三点定位装置。另外设计了以步进电机和直流减速电机驱动的二维激光头移动调节架，通过按键控制可实现激光点在靶面上的移动、自动中心打靶、定位打靶。 关键词：激光打靶单片机数字摄像头步进电机 Abstract This system adopts the Freescale MCU(MC9S12XS128) as the core processing chip, target surface image are gained by the digital camera OV7620, the spot position information on the target is got after the image information processing, the ring number and location are displayed on the OLED. At the same time , in order to facilitate the image of the calibration of cameras, the laser at 3 o 'clock positioning device is designed. In addition , step motor and DC gear motor are designed to drive 2D position control frame, it can be realized through the key control that the laser spot on the target mobile, automatic target and hit the bull 's-eye, automatic positioning. Key words: laser-shooting microcomputer digital camera step motor 电子设计大赛论文报告格式 **设计报告内容： 1．封面：单独1页（见样件） 2．摘要、关键词：中文（150～200字）、英文；单独1页 3．目录：内容必要对应页码号 4．设计报告正文： 一、前言： 二、总体方案设计： 包括方案比较、方案论证、方案选择 （以方框图的形式给出各方案，并简要说明） 三、单元模块设计：
参加全国大学生电子设计大赛的苦与乐 我是工学院机电系测控031的陈现敏，今年9月7日—10日参加了全国电子设计大赛，获得北京市三等奖，实现了我院学生在全国电子设计大赛获奖零的突破。对非电子专业的学生参加这样的电子比赛，并且我还是大二的，能取得这样的成绩，实属不易。我很高兴能跟大家分享一 下其中的苦与乐。 参加比赛的确需要很大的付出，因为前期的准备非常重要。我大一时就开始关注这个比赛，大二就开始接触电子，与电院的同学张建合作制作一些小电器，如声音放大器，PC遥控器，利用假期的时间训练编程能力，并与本班的同学贾永刚合作，参加学校的计算机应用大赛，取得一些参赛的经验，尤其是怎么跟同学合作，一起解决问题。今年暑假进入训练阶段，共有两个多月，这期间非常辛苦，当其它同学在家玩得非常轻松快乐时，我们还上10天的理论课，要求快速了解数子电子，单片机，VHDL，Mutisim，Protel，并进行为期15天的实战训练。特别是比赛时的四天三夜，平均一天睡不到两个小时，吃住都在实验室，比赛完后整整休息了两天，精
力才恢复。 一分耕耘，一分收获。从这次比赛中的确学到了很多东西，综合能力，科学素养，得到了很大 的提高。 第一、初步具备了实践开发能力。更深刻体会理论如何地联系实际，怎么用理论指导实践。无论工院还是电院，都有这种普遍的现象。学完了电子技术，单片机，连简单的放大器，单片机温度控制器都不会做，这是实践的脱节。比如说学C语言，都有开这门课，但学完后，没有几个同学能编出实用的、规范的，1000行以上的程序。微软招收技术员的时候，有这样一个条件，要有2万行的C语言编程经验，因为只有足够的编程实践才有强的实践开发能力。为参加这次比赛，我把模拟电子这本教材又看了几遍，更加深刻理解书中的内容。制作了频率计，F/V和V/F转换后，熟悉了一个电子系统的制作流程。比如说V/F的制作，老师布置了这个任务，并限定3天3夜内上交作品。V/F转换以前一点也不知道，我马上到中国期刊网下载相关资料，有30多页，通过数据，弄懂原理，到中关村买器件，之后进行仿真，综合各电路的优点，组装成自己的一个电路，最后调试，焊接制板。现在我学会了单片机，对一个任务，一般能通过努力把它解决。比如说前几周制作一个能跟踪轨迹的智慧小车，上网找数据，汇集，通过单片机实现了这功能。并以此去找周惠兴教授，周教授看了我的作品，很乐意地接受我作为他的助手， 至今已完成几个老师布置的任务。 第二、极大提高自学能力与解决问题的能力电院院长杨仁刚说:“参加电子设计大赛，对同学们来说是一次彻底的素质培养，能极大的锻炼同学们解决实际问题的能力。”培训选拔期间，老师逼着干，若做不出来，那只有被淘汰，开始报名时有100多人最后只选出18人，可见竞争多激烈。对每一个老师布置的问题，都非常认真地去完成。而老师布置的问题以前往往没有接触过的，或是教材里较难的老师不讲的内容。只能自学，自己搜集资料解决问题。培训及比赛期间，我打印下来查阅的数据足足有4厘米厚。这能力的提高使我受益匪浅。单片机是我下学期的课程，但我只用两周的时间，在创新实验室，通过单片机开发板很快学会了使用单片机。一次连续工作16个小时，一直到凌晨4点终于把利用BS18D20温度传感器制作的温度报警器做 了出来，周围同学都很惊讶。 第三、提高了团队意识比赛三个人为一组，我们团结协作，分工明确，互相促进而发展，比赛时我基础较好，设计基本电路，另一同学焊接调试技术过硬，还有一个知识面广，知道如何选用好的器件，如何写好报告书，总揽全局，没有同学的配合，根本不可能圆满地完成任务。其中取得的经验，使我更加出色的担任电子协会竞赛部部长，在电子协会里创造了相互学习的
精心整理全国电子设计大赛训练项目 设计报告 题目数控通用直流电源 摘要 一、 1．1 1.2 1.3 1.4 二、 2．1系统总框图 (7) 2．2硬件设计 (7) 2．2．1开关稳压电源模块 (7) 2．2．2单片机控制模块 (8) 2．2．3正、负输出可调稳压电源模块 (9) 2．2．4按键模块 (10) 2．3软件设计 (10) 2．3．1主程序流程 (11) 2．3．2过流保护程序流程 (11) 三、测试、结果及分析 (12)
3．1基本功能 (12) 3．2发挥功能部分 (15) 四、总结 (15) 五、参考文献 (15) 附录一、完整的系统原理图 (16) 附录二、完整的系统PCB图 (17) 0.12V, 一、 设计并制作一个直流可调稳压电源。 二、设计要求 1．基本要求 ①用变压器输出的两组17.5V交流绕组，设计三组稳压电源，其中两组3V-15V可调，另一组固定输出＋５Ｖ; ②各组输出电流最大：750mA； ③各组效率大于75%，在500mA输出条件下测量，应在ＤＣ／ＤＣ输入端预留电流测量端； ④为实现程序控制，预留MCU控制接口。 2．发挥部分 ①设置过流保护，保护定值为1.2A； ②用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化；
③扩展输出电压种类（比如三角波、梯形波等）； ④可实现双电源同步调节或分别调节。 一、方案论证与比较 通过对题目的任务、要求进行分析，我们将整个设计划分成两个部分：稳压电源部分和数控部分。 1.1稳压电源部分方案比较 方案一：三端稳压电源 根据设计要求，可以采用三端稳压器来实现输出系统所需的三种直流电压：固定+5V和两组可调输出。其中，用7805实现固定5V的输出，LM317实现可调输出（控制输出电压为1.2~37V）。 电路原理图如下： 图1固定5V输出 7805是我们最常用到的稳压芯片了，它的使用方便，用很简单的电路即可以输入一个直流稳压电源,它的输出电压为5v。 图2LM317可调电源模块 在综合考虑LM317的输出电压范围1.25～37V和其最小稳定工作电流不大于5mA的条件下保证R1≤0.83KΩ，R2≤23.74KΩ,就能保证LM317稳压块在空载时能够稳定工作。输出电压：V O =1.25(1+R2/R1),在LM317输出范围为1.25～37V的条件下，R2/R1范围为：0～28.6。 优点：线性电源工作稳定，输出纹波小，且不需做过多调整，使用较为方便，工作安全可靠，适合制作通用型、标称输出的稳压电源。缺点：线性稳压电路的内部功耗大，效率低，散热问题较难解决。 方案二：晶体管串联式直流稳压电路 晶体管串联式直流稳压电路。电路框图如图3所示，该电路中，输出电压UO经取样电路取样后得到取样电压，取样电压与基准电压进行比较得到误差电压，该误差电压对调整管的工作状态进行调整，从而使输出电压发生变化，该变化与由于供电电压UI发生变化引起的输出电压的变化正好相反，从而保证输出电压UO为恒定值（稳压值）。 图3晶体管串联式直流稳压电路方框图 方案三：开关电源 根据设计要求，可选用开关电源来完成设计。LM2596为电路设计核心。 调整管 取样 误差放大 基准电压 辅助电源 UI UO
放大器的应用 [摘要]集成运放裨上是一种高增益直流放大、直流放大器既能放大变化极其缓慢的直流信号，下限频率可到零；又能放大交流信号，上限频率与普通放大器一样，受限于电路中的电容或电感等电抗性元器件。集成运放和外部反馈网络相配置后，能够在它的输出和输入之间建立起种种特定的函数关系，故而称它为“运算”放大器。 本课程设计的基本目标：使用一片通用四运放芯片LM324组成预设的电路，电路包括三角波产生器、加法器、滤波器、比较器四个设计模块，每个模块均采用一个运放及一定数目的电容、电阻搭建，通过理论计算分析，最终实现规定的电路要求。 [关键词]运算放大器LM324、加法器、滤波器、比较器 目录 一、设计任务 (2) 二、设计方案及比较 (2) 1. 三角波产生器 (2) 2. 加法器 (2) 3. 滤波器 (3) 4. 比较器 (3) 三、电路设计及理论分析 (3) 四、电路仿真结果及分析 (4) 1. U端口 (4) 1o 2. U端口 (4) 1i 3. U端口 (4) 2i 4. U端口 (4) 2 o 5. U端口 (4) 3o 五、总结 (4)
一、设计任务 使用一片通用四运放芯片LM324 组成电路框图见图1（a ），实现下述功能： 使用低频信号源产生Hz f V t f u i 500)(2sin 1.0001==π的正弦波信号， 加至加法器的输入端，加法器的另一输入端加入由自制振荡器产生的信号1o u ，1o u 如图1（b ）所示,1T =0.5ms ，允许1T 有±5%的误差。 图中要求加法器的输出电压11210o i i u u u +=。2i u 经选频滤波器滤除1o u 频率分量，选出0f 信号为2o u ,2o u 为峰峰值等于9V 的正弦信号，用示波器观察无明显失真。2o u 信号再经比较器后在1k Ω 负载上得到峰峰值为2V 的输出电压3o u 。 电源只能选用+12V 和+5V 两种单电源，由稳压电源供给。不得使用额外电源和其它型号运算放大器。 要求预留1i u 、2i u 、2o u 、2o u 和3o u 的测试端子。 二、设计方案及比较 设计有五个部分，其中低频信号源使用信号发生器，其余四部分设计方案如下： 1.三角波产生器 初始方案： 根据《模拟电子技术基础》书上的方波发生器产生方波，然后再采用微分电路对信号处理，输出即为三角波。 图1.1 图中：R 1 = 6.8k ?，R 2 = 10k ?，R 3 = 30k ?，R 0 = 3.9k ?，R 4 = 10k ?，R 5 = 20k ?，C = 0.1?F ， D Z1和D Z2采用稳压管。 运算放大器A 1与R 1、R 2、R 3及R 0、D Z1、D Z2组成电压比较器。当积分器的输入为方波时，输出是一个上升速率与下降速率相等的三角波，比较器与积分器首尾相连形成闭环电路，能自动产生方波与三角波。三角波（或方波）的频率为： 改进方案： 由于LM324只有四个运算放大器，如果三角波产生使用两个，则后面的三个电路中有一个无法实现，所以只能采用一个运算放大器产生。同时由于器件不提供稳压二极管，所以电阻电容的参数必须设计合理，用直流电压源代替稳压管。 对方波放生电路进行分析发现，如果将输出端改接运放的负输入端，出来的波形近似为三角波。设计电路如图1.2 图1.2 2.加法器 方案： 由于加法器输出11210o i i u u u +=，所以采用求和运算电路，计算电阻电容的参数值，电路
一：方案论证 1.系统总体设计方案 根据题目要求，总体设计方案如下：将交流电220V送进隔离变压器，一级输出18V交流电。通过整流滤波，将交流电转为直流电，进行DC-DC升压和降压。副DC-DC实现的降压值为5V，用于给单片机控制系统供电。通过键盘可以对主DC-DC升压的输出电压进行设定和步进调整，并由AD对输出进行采样，通过在单片机内预置的算法对输出进行补偿调整，同时从液晶屏上数字显示出电流和电压值。当开关稳压电源输出电流达到上限时，启动过流保护；当故障排除后，开关电源恢复正常工作。系统总体框图如图1.1所示。 图1.1 系统总体框图 2.主DC-DC升压电路设计方案 DC－DC升压电路采用自举式升压方式，如图1.2所示，当晶体管导通时，电感与电源接地端直接相连，形成回路。随着能量存储到电感的磁场中，流过电感的电流斜线上升，磁力线增强。 当晶体管截止时，磁场开始消失。随着它的减弱，会切割电感的导线，产生一个电压。由于磁场的运动方向与磁场建立时的方向相反，所以感应电压反向。从而实现升压的过程。 晶体管截止时电流方向 图1.2 自举式主DC-DC回路拓扑图 3.控制方法及实现方案 对主DC-DC升压转换器的控制方法采用硬件闭环控制为主、软件补偿和测量相结合的方法对DC-DC的输出进行精确控制。硬件控制采用国家半导体公司的LM2587-ADJ开关电源控制芯片组成对输出主回路的电压闭环控制，实现对系统
的粗调。软件控制选用STC12C5412AD 单片机作为系统控制器，系统的显示、按 键、A/D 、D/A 全部集中在核心控制板上，通过预置算法实现对系统的精调。 4.提高效率的方法及实现方案 1.降低二极管的损耗：二极管一般需要0.7V 的导通电压降。在输出电压为 21.6V 时，二极管要消耗一定的输出功率。而肖特基二极管的导通压降一般为 0.2V ～0.3V ，因此使用这类二极管这能够有效降低其上的功率损耗。 2.降低开关管的损耗：如果将开关管设计在外围电路中，极易由于设计参数 的问题导致开关管部分时间工作在线性区，会引起一定损耗。在设计中，选用 LM2587，它将开关管集成到芯片内部，参数由厂家整定，可以大大减少功耗。 3.减少铜损：铜损是由导线的寄生电阻和电感线圈引起的。实际设计中，选 用横截面积大的铜丝，并采取多股缠绕的方法，减少单位横截面积电阻。 4.减少铁损：引起铁损的原因有两个——磁滞损耗和涡流损耗。在实际操作 中，采用EI 型电感磁芯，并在连接处留有一定空隙。由于存在空气间隙，使之 不易产生磁滞和涡流。 二：电路设计与参数计算 1.主回路器件的选择及参数计算 题目中要求：18V 交流输入时，经转换后输入电压为21.6V （理论计算得出）， 负载端电压为30V~36V 。最大输出电流I omax 为2A ，主DC-DC 升压变换器效率 η≥70%(发挥部分要求达到η≥85%)。据此，在主DC-DC 升压回路中主要用来 实现DC-DC 变换器的器件为LM2587-ADJ 。LM2587-ADJ 内部有一个100kHz 的振荡器，内部开关电流额定值5A ，负载电压V load <65V ，输入电压需保持在 4V~40V ，变换器效率90%，理论上完全满足设计需求。 主DC-DC 回路电路图如图2.1所示，通过改变R 2和R 3的比值即可设定所需 负载电压值。 图2.1 主回路原理图 将反馈电压与内部参考电压1.23V 进行比较： V load =1.23V(1+32R R ) （2-1）
2016年全国大学生电子设计竞赛降压型直流开关稳压电源（A题） 论文编号： 参赛学校： 参赛学院； 参赛队员: 联系方式： 2016年7月28日
为实现将16V直流电转为5V直流电的稳定输出，本系统以buck电路为核心，利用LM5117 的宽工作频率范围和自适应死区时间控制来驱动外部高边和低边NMOS 功率开关管的优点，通过LM5117芯片的RAMP引脚所连接的电阻、电容设置PWM斜坡斜率，通过HO和LO输出PWM,对MOSFET管CSD18532kcs进行控制，进而实现对输出电压的控制，使其输出稳定的5V直流信号，转换效率高，且具有过流保护等功能。本系统具有转换效率高、稳定性强等优点，满足设计要求。 关键词：DC/DC直流电源、buck电路、LM5117、CSD18532kcs
一、方案论证与选取 (1) 1.1 方案论证 (1) 1.2 方案的选取 (1) 1.3 总体设计 (1) 二、理论分析与参数计算 (2) 2.1降低纹波的方法 (2) 2.2 DC-DC变换方法 (2) 2.3 稳压控制方法 (2) 2.4 Buck电路参数的计算 (3) 2.4.1电感值的计算 (3) 2.4.2 电容的计算 (3) 三、电路与程序设计 (3) 3.1 LM5117与buck主电路模块 (3) 3.2 过流保护电路 (4) 3.3 反馈电路 (4) 四、测试方案与测试结果 (5) 4.1测试方案及测试条件 (5)
4.2测试结果及分析 (5) 五、参考文献 (7) 六、附录 (7)
A 题：降压型直流开关稳压电源 一、 方案论证与选取 1.1 方案论证 方案一：采用简易的Buck 电路，用单片机输出PWM 波。Buck 电路是一种主要的降压型DC/DC 变换拓扑，通过PWM 控制开关器件的占空比来控制输出电压。 方案二：采用反激式拓扑结构，能够取的比较好的稳压效果和较小的纹波电压。 方案三：利用TI 公司的降压控制器LM5117芯片来输出PWM 控制两个MOS 管开关进而控制输出的电压，电路结构简单，输出功率大，效率高，具有良好的输出特性。 1.2 方案的选取 方案一设计复杂，程序编写繁琐，出错率高；方案二反激式开关电源初级和次级线圈的漏感都比较大，工作效率低，电路复杂，短时间难以实现题目要求；而方案三电路结构简单，易于连接，且所用芯片稳定，不需编写繁琐程序，完全由电路控制，所以我们选择方案三。 1.3 总体设计 图1：系统方框图