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2015年电子设计大赛综合测评试题电子技术课程设计题目： 2015年电赛测评试题姓名：王苗龙专业班级：电信13-01学号： 4院（系）：电子信息工程学院指导教师：卫锋泽会完成时间： 2015年10月 29日轻工业学院课程设计任务书题目 2015年电子设计大赛综合测评试题专业电信工程13-1 学号 4 王苗龙主要容、基本要求、主要参考资料等：主要容1．阅读相关科技文献。
2．学习电子制图软件的使用。
3．学会整理和总结设计文档报告。
4．学习如何查找器件手册及相关参数。
技术要求1、使用555时基电路产生频率20kHz-50kHz连续可调，输出电压幅度为1V的方波Ⅰ；2、使用数字电路74LS74，产生频率5kHz-10kHz连续可调，输出电压幅度为1V的方波Ⅱ；3、使用数字电路74LS74，产生频率5kHz-10kHz连续可调，输出电压幅度峰峰值为3V的三角波；4、产生输出频率为20kHz-30kHz连续可调，输出电压幅度峰峰值为3V的正弦波Ⅰ；5、产生输出频率为250kHz，输出电压幅度峰峰值为8V的正弦波Ⅱ；方波、三角波和正弦波的波形应无明显失真（使用示波器测量时）。
频率误差不大于5%；通带输出电压幅度峰峰值误差不大于5%。
主要参考资料1．何小艇，电子系统设计，大学，2010年8月2．福安，电子电路设计与实践，科学技术，2001年10月3．王澄非，电路与数字逻辑设计实践，东南大学，1999年10月4．银华，电子线路设计指导，航空航天大学，2005年6月5．康华光，电子技术基础，高教，2006年1月完成期限： 2015年10月30日指导教师签章：专业负责人签章：2015 年 10月26日2015年电子设计大赛综合测评试题摘要模拟电路中，多种波形产生电路属于信号的运算与处理电路，它主要由信号产生电路、信号运算电路、信号处理电路构成。
555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件，可通过一定数目的电容、电阻构成多谐振荡器。
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 (3)二、设计方案及比较 (4)1. 三角波产生器 (4)2. 加法器 (5)3. 滤波器 (5)4. 比较器 (7)三、电路设计及理论分析 (7)四、电路仿真结果及分析 (12)1.U端口 (12)1o2.U端口 (13)1i3.U端口 (13)2i4.U端口 (14)2o5.U端口 (14)3o五、总结 (15)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。
郑州轻工业学院电子技术课程设计题目： 2015年电赛测评试题*名：***专业班级：电信13-01 学号： ************ 院（系）：电子信息工程学院指导教师：曹卫锋谢泽会完成时间： 2015年10月 29日郑州轻工业学院课程设计任务书题目 2015年电子设计大赛综合测评试题专业电信工程13-1 学号 541301030134 姓名王苗龙主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容1．阅读相关科技文献。
2．学习电子制图软件的使用。
3．学会整理和总结设计文档报告。
4．学习如何查找器件手册及相关参数。
技术要求1、使用555时基电路产生频率20kHz-50kHz连续可调，输出电压幅度为1V的方波Ⅰ；2、使用数字电路74LS74，产生频率5kHz-10kHz连续可调，输出电压幅度为1V的方波Ⅱ；3、使用数字电路74LS74，产生频率5kHz-10kHz连续可调，输出电压幅度峰峰值为3V的三角波；4、产生输出频率为20kHz-30kHz连续可调，输出电压幅度峰峰值为3V的正弦波Ⅰ；5、产生输出频率为250kHz，输出电压幅度峰峰值为8V的正弦波Ⅱ；方波、三角波和正弦波的波形应无明显失真（使用示波器测量时）。
频率误差不大于5%；通带内输出电压幅度峰峰值误差不大于5%。
主要参考资料1．何小艇，电子系统设计，浙江大学出版社，2010年8月2．姚福安，电子电路设计与实践，山东科学技术出版社，2001年10月3．王澄非，电路与数字逻辑设计实践，东南大学出版社，1999年10月4．李银华，电子线路设计指导，北京航空航天大学出版社，2005年6月5．康华光，电子技术基础，高教出版社，2006年1月完成期限： 2015年10月30日指导教师签章：专业负责人签章：2015 年 10月26日2015年电子设计大赛综合测评试题摘要模拟电路中，多种波形产生电路属于信号的运算与处理电路，它主要由信号产生电路、信号运算电路、信号处理电路构成。
2019年全国大学生电子设计竞赛综合测评题综合测评注意事项（1）综合测评于2019 年8 月19 日8：00 正式开始，8 月19 日15：00 结束。
（2）本科组和高职高专组优秀参赛队共用此题。
（3）综合测评以队为单位采用全封闭方式进行，现场不能上网、不能使用手机。
（4）综合测评结束时，制作的实物及《综合测评测试记录与评分表》由全国专家组委派的专家封存，交赛区保管。
多信号发生器使用题目制定综合测评板上的一片LM324AD（四运放）和一片SN74LS00D（四与非门）芯片设计制作一个多路信号发生器，如下图所示。
设计报告应给出方案设计、详细电路图、参数计算和现场自测数据波形（一律手写），综合测评板编号及3个参赛同学签字需在密封线内，限2页，与综合测评板一同上交。
u o1U o1————方波U o2————占空比连续可调窄脉冲U o3————正弦波U o4————余弦波一．约束条件1.一片SN74L.S0OD四与非门芯片（综合测评板上自带）;2. 一片LM324AD四运算放大器芯片（综合测评板上自带）;3.赛区提供固定电阻、固定电容、可变电阻元件（数量不限、参数不限）;4.赛区提供直流电源。
二．设计任务及指标要求利用综合测评板和若干电阻、电容元件，设计制作电路产生下列四路信号:1.频率为19kHz~2IkHz连续可调的方波脉冲信号，幅度不小于3.2V;2.与方波同频率的正弦波信号，输出电压失真度不大于5%，峰-峰值(Vpp)不小于1V;3.与方波同频率占空比5%~15%连续可调的窄脉冲信号，幅度不小于3.2V;4.与正弦波正交的余弦波信号，相位误差不大于5°，输出电压峰-峰值(Vpp)不小于1V。
各路信号输出必须引至测评板的标注位置并均需接1kΩ负载电阻(R L),要求在引线贴上所属输出信号的标签，便于测试。
三．说明1.综合测评应在模电或数电实验室进行，实验室提供常规仪器仪表和工具；2. SN74LS00D和LM324AD芯片使用说明书随综合测评板并提供；3.参赛队应在理论设计基础上进行实验调试，理论设计占一定分值，各部分分数（包括理论设计）分配为：方波占10分、正弦波占8分、窄脉冲占6分、正交的余弦波占6分；4.不允许在测评板上增加使用IC芯片，如果增加芯片则按0分记；5.原则上不允许在测评板上增加使用BJT、FET和二极管，如果增加则按3分/只扣分；6.原则上不允许参赛队更换测评板，如果损坏测评板只可更换一次并扣10分；7.各路信号测试应在电路互联且加负载情况下进行，单独模块测试相应得分减半；8.本科组只允许使用单一+5V电源，增加使用直流电源的扣除10分。
郑州轻工业学院电子技术课程设计题目： 2015年电赛测评试题*名：***专业班级：电信13-01 学号： ************ 院（系）：电子信息工程学院指导教师：曹卫锋谢泽会完成时间： 2015年10月 29日郑州轻工业学院课程设计任务书题目 2015年电子设计大赛综合测评试题专业电信工程13-1 学号 541301030134 姓名王苗龙主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容1．阅读相关科技文献。
2．学习电子制图软件的使用。
3．学会整理和总结设计文档报告。
4．学习如何查找器件手册及相关参数。
技术要求1、使用555时基电路产生频率20kHz-50kHz连续可调，输出电压幅度为1V的方波Ⅰ；2、使用数字电路74LS74，产生频率5kHz-10kHz连续可调，输出电压幅度为1V的方波Ⅱ；3、使用数字电路74LS74，产生频率5kHz-10kHz连续可调，输出电压幅度峰峰值为3V的三角波；4、产生输出频率为20kHz-30kHz连续可调，输出电压幅度峰峰值为3V的正弦波Ⅰ；5、产生输出频率为250kHz，输出电压幅度峰峰值为8V的正弦波Ⅱ；方波、三角波和正弦波的波形应无明显失真（使用示波器测量时）。
频率误差不大于5%；通带内输出电压幅度峰峰值误差不大于5%。
主要参考资料1．何小艇，电子系统设计，浙江大学出版社，2010年8月2．姚福安，电子电路设计与实践，山东科学技术出版社，2001年10月3．王澄非，电路与数字逻辑设计实践，东南大学出版社，1999年10月4．李银华，电子线路设计指导，北京航空航天大学出版社，2005年6月5．康华光，电子技术基础，高教出版社，2006年1月完成期限： 2015年10月30日指导教师签章：专业负责人签章：2015 年 10月26日2015年电子设计大赛综合测评试题摘要模拟电路中，多种波形产生电路属于信号的运算与处理电路，它主要由信号产生电路、信号运算电路、信号处理电路构成。
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 (1)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 (2)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)1o2.U端口 (4)1i3.U端口 (4)2i4.U端口 (4)2o5.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。
郑州轻工业学院电子技术课程设计>@题目： 2015年电赛测评试题姓名：王苗龙专业班级：电信13-01学号： 0134~院（系）：电子信息工程学院指导教师：曹卫锋谢泽会完成时间： 2015年10月 29日郑州轻工业学院课程设计任务书题目 2015年电子设计大赛综合测评试题~专业电信工程13-1 学号 0134 姓名王苗龙主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容1．阅读相关科技文献。
2．学习电子制图软件的使用。
3．学会整理和总结设计文档报告。
4．学习如何查找器件手册及相关参数。
技术要求~1、使用555时基电路产生频率20kHz-50kHz连续可调，输出电压幅度为1V的方波Ⅰ；2、使用数字电路74LS74，产生频率5kHz-10kHz连续可调，输出电压幅度为1V的方波Ⅱ；3、使用数字电路74LS74，产生频率5kHz-10kHz连续可调，输出电压幅度峰峰值为3V的三角波；4、产生输出频率为20kHz-30kHz连续可调，输出电压幅度峰峰值为3V的正弦波Ⅰ；5、产生输出频率为250kHz，输出电压幅度峰峰值为8V的正弦波Ⅱ；方波、三角波和正弦波的波形应无明显失真（使用示波器测量时）。
频率误差不大于5%；通带内输出电压幅度峰峰值误差不大于5%。
主要参考资料1．何小艇，电子系统设计，浙江大学出版社，2010年8月.2．姚福安，电子电路设计与实践，山东科学技术出版社，2001年10月3．王澄非，电路与数字逻辑设计实践，东南大学出版社，1999年10月4．李银华，电子线路设计指导，北京航空航天大学出版社，2005年6月5．康华光，电子技术基础，高教出版社，2006年1月完成期限： 2015年10月30日指导教师签章：专业负责人签章：`2015 年 10月26日2015年电子设计大赛综合测评试题摘要模拟电路中，多种波形产生电路属于信号的运算与处理电路，它主要由信号产生电路、信号运算电路、信号处理电路构成。
555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件，可通过一定数目的电容、电阻构成多谐振荡器。
74ls74是一种上升沿双D触发器芯片，可以对信号分频处理。
LM324为四通道运放集成芯片，可以构成信号基本运算电路。
本课程设计的基本目标：使用555多谐振荡器产生方波作为信号源，由74ls74对信号进行四分频处理，由LM324四运放芯片对信号分别独立进行积分运算、低通滤波运算，带通滤波运算从而得到所需波形。
通过理论计算分析，最终实现规定的电路要求，并做成实物，经过反复检测，符合设计要求。
关键词：波形产生分频信号运算信号处理；目录1 设计方案 (1)1 设计方案 (1)2 多波形产生电路设计 (2)设计原理 (2)整体流程框图 (2)3 单元电路设计 (3)555多谐振荡器 (3)74ls74分频电路 (3)积分电路 (4)低通滤波器 (5)带通滤波器 (6)4 元件参数选择 (8)555多谐振荡器 (8)74ls74分频电路 (8)积分电路 (8)低通滤波器 (9)带通滤波器 (9)5 结论 (10)6 个人总结 (11)参考文献 (12)附录1 电路原理图及元件清单 (13)附录2 PCB及实物照片 (14)1 设计方案1 设计方案使用555和外围电路构成多谐振荡器，产生20kHz-50kHz的方波作为信号源，利用此方波作为基本信号。
将基本信号通过电阻分压可得到电压幅度1V、20kHz-50kHz连续可调的方波I；将基本信号通过74ls74双D触发器进行四分频，然后电阻分压得到5kHz-10kHz连续可调电压幅度为1V的方波II；将方波II通过由LM324四通道运放构成的积分电路，得到5kHz-10kHz连续可调电压幅度峰峰值为3V的三角波；将方波I通过由LM324四通道运放构成的低通滤波器，得到20kHz-50kHz连续可调电压幅度峰峰值为3V的正弦波I；将基本信号固定频率，然后通过由LM324四通道运放构成的带通滤波器，得到250 kHz左右的正弦波，再通过由LM324四通道运放构成的低通滤波器，得到250k峰峰值8V的正弦波II。
2 多波形产生电路设计设计原理555多谐振荡器：电源接通时，555的3脚输出高电平，同时电源通过R1R2向电容c充电，当c上的电压到达555集成电路6脚的阀值电压（2/3电源电压）时，555的7脚把电容里的电放掉，3脚由高电平变成低电平。
当电容的电压降到1/3电源电压时，3脚又变为高电平，同时电源再次经R1R2向电容充电。
这样周而复始，形成振荡。
74ls74四分频：74LS74是个双D触发器，把其中的一个D触发器的Q非输出端接到D输入端，时钟信号输入端CLOCK接时钟输入信号，这样每来一次CLOCK 脉冲，D触发器的状态就会翻转一次，每两次CLOCK脉冲就会使D触发器输出一个完整的方波，这就实现了二分频。
把同一片74LS74上的两路D触发器串联起来，其中一个D触发器的输出作为另一个D触发器的时钟信号，这就实现了四分频。
LM324:四通道运算放大器，与一定数目的电阻电容可以构成积分电路、低通滤波器、带通滤波器，从而实现信号的运算处理。
整体流程框图图2-1 多波形产生器设计框图如图2-1展示了此多波形产生电路的基本工作流程，经过仿真验证证明此电路的可行性。
3 单元电路设计555多谐振荡器由555定时器和外接元件R1、R2和C构成的多谐振荡器，2脚与6脚直接相连，电路没有稳态，只有两个暂稳态，电路也不需要外加触发信号，利用电源通过R1、R2向电容C充电，使电路产生震荡，电容在1/3VCC和2/3VCC 之间充电和放电，其仿真波形如图3-2所示，实测波形如图3-3所示。
图3-1 555多谐振荡器调节电位器R2的阻值就可以调整所产生方波的频率。
外部元件的稳定性决定了多谐振荡器的稳定性，该电路用少量的元件就可以获得高精度震荡频率和较强的功率输出能力，输出的方波经过电阻分压就得到了稳定的20kHz-50kHz连续可调的方波I。
所以该电路符合设计要求。
图3-2 仿真波形 3-3 实测波形74ls74分频电路一个74ls74 集成芯片有两个D触发器，一个D触发器可以组成一个二分频电路，把其中的一个D触发器的Q非输出端接到D输入端，时钟信号输入端CLOCK 接时钟输入信号，这样每来一次CLOCK脉冲，D触发器的状态就会翻转一次，每两次CLOCK脉冲就会使D触发器输出一个完整的正方波，这就实现了信号二分频。
二分频电路输入信号过零上升沿每到来一次二分频器状态翻转一次便可得到二分频，把两个D触发器串联起来，就是四分频电路。
于是基本方波信号就被分频成了5kHz-10 kHz的方波，然后经过分压电路，就得到5kHz-10 kHz的方波幅值为1V的方波II。
74ls74四分频电路原理如图3-4所示，仿真效果如图3-5所示，实测效果如图3-6所示图3-4 分频电路原理图3-5 仿真波形图3-6 实测波形积分电路积分电路可以用来进行波形变换，由于交流信号需要和偏置电压复合，以偏置电压为参考点，交流信号分别位于正负半周，为了使积分输出的波形更稳定，也为了使电路输出振幅符合题意要求，需要设置参考电压。
这里设置的参考电压为，由于只有10V单电源供电，选用5V稳压管，将电压稳到5V，然后进行分压，从而得到参考电压，其电路如图3-7所示。
积分电路是使输出信号与输入信号的时间积分值成比例的电路，积分电路可将矩形脉冲波转换为三角波，积分电路原理如图3-8所示。
图3-7 参考电压图3-8 积分电路电路将5kHz-10kHz连续可调的方波进行积分，得到5kHz-10kHz峰峰值3V 的三角波，其仿真波形如图3-9所示，实测波形如图3-10所示。
图3-9仿真波形图3-9实测波形低通滤波器低通滤波器由两节RC滤波电路和同相比例放大电路组成，其中同相比例放大电路具有输入阻抗高，输出阻抗低的特点。
低通滤波器是容许低于截止频率的信号通过，但高于截止频率的信号不能通过的电子滤波装置。
低通滤波器的作用是抑制高频信号，通过低频信号。
简单理解，可认为是通低频、阻高频。
低通滤波器包括有源低通滤波器和无源低通滤波器，无源低通滤波器通常由电阻、电容组成，也有采用电阻、电感和电容组成的。
有源低通滤波器一般由电阻、电容及运算放大器构成，这里所用的是有缘低通滤波器。
低通滤波器电路图如图3-10。
图3-10低通滤波器任何周期信号，都可以看作是不同振幅，不同相位正弦波的叠加。
而贯穿时域与频域的方法之一，就是传中说的傅里叶分解。
此处20kHz-30kHz的方波信号就可以用低通滤波器将其中的正弦波分离出来然后得到电压峰峰值为3V、连续可调的20kHz-30kHz正弦波信号I。
仿真信号如图3-11，实测信号如图3-12。
图3-11 仿真波形图3-12实测波形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屏蔽其他频段的设备，也就是通过某一频率范围内的频率分量、但将其他范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器。
任何一个周期信号都可以展开成傅里叶级数，也就是若干次正弦波之和，根据这一原理，可以用带通滤波器，将频带设置在250kHz左右就可以。
本电路将通频带设置在250kHz+20Hz之间，得到谐波分量，然后再用低通滤波器将高于250kHz的谐波分量滤除，即得到250kHz的正弦波分量。
此处带通滤波器和低通滤波器共同工作对50kHz的方波进行选择分离，得到固定频率250kHz峰峰值8V 的正弦波。
电路如图3-13所示。
图3-13 正弦波选频电路图3-14 仿真波形图3-15 实测波形4 元件参数选择555多谐振荡器555电路要求R1、R2均应大于或等于1kΩ，但R1+R2应小于Ω。
其输出信号的时间参数是：T=tw1+tw2tw1=(R1+R2)*Ctw2=*Cf=1/T所以调节R2的阻值，就可以调节所产生方波的频率，然后调节输出端的滑动变阻器就可以调节所产生方波的幅值。
74ls74分频器分频就是用同一个时钟信号通过一定的电路结构转变成不同频率的时钟信号。
四分频就是通过有分频作用的电路结构，在时钟每触发4个周期时，电路输出1个周期信号。
用一个脉冲时钟触发一个计数器，计数器每计4个数就清零一次并输出1个脉冲，那么这个电路就实现了四分频功能。
Cp接时钟，Q=1,D=/Q=OUT,R=S=0(接地)，就是Q端接高电平，D端接Q非，值位复位端都接地。
这就组成了一个二分频D触发器，两个D触发器串联，就构成了四分频器。
积分电路若要进行积分电路信号的积分运算，可选用基本积分电路。
首先确定时间常数τ=RC：τ的大小决定了积分速度的快慢。
其次选择电路元件：当时间常数τ=RC确定后，就可以选择R和C的值，积分电路的输入电阻Ri=R，因此往往希望R的值大一些。
