电赛综测资料2017

【温馨提示】以下所有内容只是个人的理解，不具权威性，仅供参考。1、电子电路的几类典型电路个人认为：现在常规的电子电路常用的领域就是信号检测，因此我以传感器调理电路为例，将整个电子电路分成以下几个大类电路去学习和研究。（1）信号产生电路；（2）检波电路；（3）放大电路（包括功放电路）；（4）滤波电路；（5）转换电路；（6）电源电路。然后对每类电路中不同的具体电路再进行细分，分别搭建后注意两个问题：第1，电路的输出与电路中的哪些参数有关，如果调节这些参数使输出满足要求；第2，功能相同的但实现方法不同的电路，区别在哪，也就是说它们的适用条件是什么？2、参考书（1）刘树棠译《基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计》（第3版）西安交通大学出版社（2）姚剑清译《运算放大器权威指南》（第3版）人民邮电出版社（3）彭军译《测量电子电路设计——模拟篇》科学出版社（4）彭军译《测量电子电路设计——滤波器篇》科学出版社（5）何希才译《振荡电路的设计与应用》科学出版社（6）陈梓城编《实用电子电路设计与调试》中国电力出版社（7）邓学译《OP放大器应用技巧》科学出版社3、3、2011年全国电子大赛综合测评题仿真可以对照搭建电路，我只是仿真了，实物没有弄。3.1.1题目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，如图1（b）所示,=0.5ms，允许有±5%的误差。图中要求加法器的输出电压11210oiiuuu。2iu经选频滤波器滤除1ou频率分量，选出0f信号为2ou,2ou为峰峰值等于9V的正弦信号，用示波器观察无明显失真。2ou信号再经比较器后在1kΩ负载上得到峰峰值为2V的输出电压3ou。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。3.1.2电源电路仿真一、仿真电路二、仿真文件三、仿真结果仿真结果如下图所示。R11kR21kC1100uC2100u+6V-6VRL11MEGRL21MEGC30.1uC40.1uVVV1+12Vdc03.1.3三角波产生电路仿真一、仿真电路Time0s0.5ms1.0ms1.5ms2.0ms2.5ms3.0ms3.5ms4.0ms4.5ms5.0msV(+6V)V(-6V)-10V-5V0V5V10VVU1ALM324+3-2V+4V-11OUT1+6VR12.7kR23kC10.1u-6VR42k00二、仿真文件三、仿真结果仿真结果如下图所示。Time0s0.5ms1.0ms1.5ms2.0ms2.5ms3.0ms3.5ms4.0ms4.5ms5.0msV(R1:1)-4.0V-2.0V0V2.0V4.0V3.1.4加法器电路仿真一、仿真电路加法电路中的另一个输入信号为三角波产生的输出信号。二、仿真文件同上。三、仿真结果仿真结果如下图所示。3.1.5带通滤波电路仿真（时域）一、仿真电路电路的输入信号为加法器的输出信号。U1BLM324+5-6V+4V-11OUT7R51kR610kR710kR81k0-6V+6V测试点3V2FREQ=0.5kVAMPL=0.1VOFF=00Time0s5ms10ms15ms20ms25ms30ms35ms40ms45ms50msV(R7:2)-4.0V-2.0V0V2.0V4.0V二、仿真文件同上。三、仿真结果仿真结果如下图所示。U1CLM324+10-9V+4V-11OUT8R975kR101.6kR11650kC20.01uC30.01u0-6V+6V0Time0s5ms10ms15ms20ms25ms30ms35ms40ms45ms50msV(C3:2)-5.0V0V5.0V3.1.6带通滤波电路仿真（频域）一、仿真电路二、仿真文件三、仿真结果仿真结果如下图所示。U1CLM324+10-9V+4V-11OUT8R975kR101.6kR11650kC20.01uC30.01u-6V0+6V0V31Vac0Vdc0V3.1.7比较器电路仿真一、仿真电路比较器的两个输入端信号分别为滤波电路和三角波电路的输出信号，电路如下图所示。二、仿真文件同2.2.1仿真文件。三、仿真结果仿真结果如下图所示。Frequency1.0Hz3.0Hz10Hz30Hz100Hz300Hz1.0KHz3.0KHz10KHzV(R11:1)0V2.0V4.0V6.0VU1DLM324+12-13V+4V-11OUT14-6V+6VRL1k0R145.1k测试点8测试点7R15100kR16100k04.22013年全国电子大赛综合测评题仿真可以对照搭建电路，我只是仿真了，实物没有弄。4.2.1题目使用题目指定的综合测试板上的555芯片和一片通用四运放324芯片，设计制作一个频率可变的同时输出脉冲波、锯齿波、正弦波I、正弦波II的波形产生电路。给出设计方案、详细电路图和现场自测数据波形。制作要求如下：1、同时四通道输出、每通道输出脉冲波、锯齿波、正弦波I、正弦波II中的一种波形，每通道输出的负载电阻均为600欧姆。2、四种波形的频率关系为1：1：1：3（3次谐波）：脉冲波、锯齿波、正弦波I输出频率范围为8kHz—10kHz，输出电压幅度峰峰值为1V；正弦波II输出频率范围为24kHz—30kHz，输出电压幅度峰峰值为9V；脉冲波、锯齿波和正弦波输出波形应无明显失真（使用示波器测量时）。频率误差不大于10%；通带内输出电压幅度峰峰值误差不大于5%。脉冲波占空比可调整。3、电源只能选用+10V单电源，由稳压电源供给。不得使用额外电源。4、要求预留脉冲波、锯齿波、正弦波I、正弦波II和电源的测试端子。5、每通道输出的负载电阻600欧姆应标示清楚，置于明显位置，便于检查。4.2.2设计方案根据题目要求，可以采用555芯片产生一个脉冲波。利用555芯片产生脉冲波的同时，也可以产生一个三角波或锯齿波，对这个波形进行适当地整形，即可产成题目要求的锯齿波。然后利用带通滤波器对产生的脉冲波进行滤波，可以只保留其中的基波分量或3次谐波分量，即可产生题目要求的正弦波。系统的原理框图如下图所示。Time10.0ms15.0ms20.0ms25.0ms30.0ms35.0ms40.0ms45.0ms50.0ms5.7msV(R14:2)-2.0V-1.0V-0.0V1.0V555芯片8-10kHz脉冲波600欧负载8-10kHz锯齿波600欧负载带通滤波器600欧负载带通滤波器600欧负载8-10kHz正弦波24-30kHz正弦波4.2.3脉冲波产生电路仿真一、仿真电路R164.3kR176000VU2555BGND1TRIGGER2OUTPUT3RESET4CONTROL5THRESHOLD6DISCHARGE7VCC8+10VR110KSET=0.5R21kR31kD1D1N4148D2D1N4148C10.01uC20.01uR410k0C150.1u0二、仿真文件三、仿真结果1、电位器的SET参数为0.5时的仿真结果（时域）2、电位器的SET参数为0.5时的仿真结果（频域）Time4.2ms4.4ms4.6ms4.8ms5.0msV(R16:1)0V0.5V1.0V3、电位器的SET参数为0时的仿真结果（时域）4、电位器的SET参数为1时的仿真结果（时域）Frequency5KHz10KHz15KHz20KHz25KHz30KHz1KHzV(R16:1)0V250mV500mVTime3.200ms3.400ms3.600ms3.027msV(R16:1)0V500mV991mVTime4.800ms5.200ms5.600ms4.424msV(R16:1)0V0.5V1.0V4.2.4锯齿波产生电路仿真一、仿真电路上面脉冲波发生电路的555定时器的2脚上即可产生三角波或锯齿波。二、仿真文件同上。三、仿真结果仿真结果如下图所示。R164.7kR176000R261.6kR276000uo2U3ALM324+3-2V+4V-11OUT1+10V0VU2555BGND1TRIGGER2OUTPUT3RESET4CONTROL5THRESHOLD6DISCHARGE7VCC8+10VR110KSET=0R21kR31kD1D1N4148D2D1N4148C10.01uC20.01uR410k0C150.1u0uo14.2.5正弦波I电路仿真一、仿真电路二、仿真文件同上。三、仿真结果滤波电路输出的正弦波如下图所示：对上面的正弦波进行FFT变换后的波形图如下：R181.6kR196000uo3U3BLM324+5-6V+4V-11OUT7R1120kR12100R1330kC60.01uC70.01uV0+5V0uo-5VTime4.250ms4.300ms4.350ms4.400ms4.450ms4.500ms4.550ms4.600ms4.650ms4.700ms4.750ms4.797msV(R32:1)-500mV0V500mV691mVFrequency0Hz2KHz4KHz6KHz8KHz10KHz12KHz14KHz16KHz18KHz20KHz22KHz24KHz26KHz28KHz30KHzV(U3B:OUT)0V200mV400mV600mV800mV4.2.6正弦波II电路仿真一、仿真电路二、仿真文件同上。三、仿真结果滤波电路（3次谐波）输出的正弦波如下图所示：对上面的正弦波进行FFT变换后的波形图如下：U4BLM324+5-6V+4V-11OUT7R335.1kR3425R3510kR3610KR3750KC180.01uC190.01u00-5V+5VuoR383kR396000uo4U4CLM324+10-9V+4V-11OUT8+5V-5V0VTime5.200ms5.300ms5.400ms5.500ms5.600ms5.700ms5.800ms5.900ms6.000ms5.156ms6.066msV(UO4)-400mV0V400mV-780mV780mVFrequency0Hz5KHz10KHz15KHz20KHz25KHz30KHz35KHz40KHz45KHz50KHzV(UO4)0V200mV400mV600mV