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2017年电子技术课程设计题

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2017年电子技术课程设计题
1 音频小信号功率放大电路设计 (A)
设计并制作音频小信号功率放大电路。具体要求如下：
（１） 放大倍数AV≥1000；（20分）
（２） 通频带100Hz~10KHz；（20分）
（３） 放大电路的输入电阻RI≥1M; （5分）
（４） 在负载电阻为8的情况下，输出功率≥2W； （30分）
（５） 功率放大电路效率大于50%；（5分）
（６） 输出信号无明显失真。（20分）
说明：设计方案和器件根据题目要求自行选择，但要求在通用器件范围内。不能选用集成音频功放。
测试条件：技术指标在输入正弦波信号峰值Vp=10mV的条件进行测试（输入电阻通过设计方案预以保证），设计报告中应有含有详细的测试数据说明设计结果。
评分标准：
(1)提供1000倍的电压增益，得满分；电压增益小于800倍，扣5分；电压增益小于500倍，不得分；
(2)上限频率大于10kHz，得10分；上限频率5~10kHz，得5分；上限频率<5kHz,不得分；下限频率满足要求，得10分；下限频率100~500Hz，扣5分,下限频率>500Hz,不得分；
(3)输出功率≥2W，得满分；1W≤输出功率≤2W,得20分；500mW≤输出功率≤1W, 得10分；输出功率≤500mw,不得分。
(4) 设计效率大于50%,得满分，小于50%不得分。
(5) 输出信号无明显失真, 得满分，否则不得分。
参考元器件: NE5532/TL082, LM324/TL084，，S8050/S8550，2N3904/2N3906，1N4148/1N4001~7，TIP41/42中功率三极管或2N3055/MJ2955大功率三极管等。
主要测试设备：直流电源，信号源，示波器和8功率电阻。
2 数控直流电源的设计（B）
设计一线性输出电压可调的直流电源。电源有电压增（UP）和电压减（DOWN）两个键，按UP键时电压步进增加，按DOWN键时电压步进减小。具体要求如下：
（１）输出电压5~12V，步进为1V；（40分）
（２）输出电压误差最大±0.1V；(40分)
（３）输出电流不小于1A； (5分)　
测试条件：分别测试输出为5V、6V、7V、。。。、12V的输出电压。输出电流通过设计预以保证。
评分标准：[注：满分为95分]
（1）输出电压5~12V,步进1V，得满分，否则不得分；
　　(２) 输出电压误差≤±0.1V，得满分；±0.1V≤输出电压误差≤±0.2V，扣10分；±0.2V≤输出电压误差≤±0.3V，扣20分；输出电压误差≥±0.5V，不得分。
发挥部分：用LED或数码管显示电压设定值；
参考元器件：74LS193,74HC138三极管S8050/S8550/CD406/CD4051/AD7501/AD7503，LM317，CD4511等。
3 数控直流稳压电源设计（A）
设计一个数控直流稳压电源。具体要求如下：
（1） 输出电压：0~9.9V步进可调，调整步距0.1V；（40分）
（2） 输出电压值用LED数码管显示；（20分）
（3） 电压调整：由“+”、“-”两键分别控制输出电压的步进增减；（30分）
提示：（1）用可逆计数器和D/A实现电压预置和电压步进控制；
（2）用线性电源实现可控电源；
发挥部分：输出电压可在0~9.9V范围任意预置。（10分）
参考元器件：74HC192，CD4511，DAC0832，三极管S8050/8550，3DD15等。
4 DDS信号源的设计(A)
设计一个简单的DDS正弦波信号发生器，有频率增（UP）和频率减（DOWN）两个键，按UP时频率步进增加，按DOWN时频率频率步进减小。具体要求如下：
（１） 输出信号的频率范围为10Hz~1000Hz，步进为10Hz。（70分）
（２） 要求输出信号无明显失真。（30分）
评分标准：
（１） 范围满足设计要求得满分，否则酌情扣分。
（２） 输出信号无明显失真可满分，有明显失真酌情扣分。
发挥部分：
（１） 可输出矩形波和三角波；
（２） 进一步扩大输出信号范围或减小步进频率。
主要参考元器件：74LS192和74HC161，74HC32，AT29C512，DAC0832，NE5532等。
5 简易频率计的设计(A)
设计一个能够测量正弦波信号频率的电路。具体要求如下：
（１） 测频范围为1~9999Hz，精度为1Hz。（50分）
（２） 用数码管显示测频结果。（30分）
（３） 当信号频率超过规定的频段时，设有超量程显示。（10分）
发挥部分：扩大频率计的测频范围（超量程换档）。（5分）
测试条件：在输入信号峰值为100mV的情况下测试。
参考元器件：NE5532/TL082/TL084，74HC160和74HC161，74HC00，74HC32，74HC14，SN74123，CD4511, CD4060和32768Hz晶振等。
6 交通灯控制器的设计（B）
设计一个交通信号灯控制器，由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口，在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则停止行驶（给行驶中的车辆有时间停在禁行线以外）。具体要求如下：
（１）用红、绿、黄发光二极管作信号指示灯。
（２）主支干道交替允许通行。主干道每次放行45秒，支干道每次放行25秒。
（３）在每次由绿灯亮转换到红灯亮的过程中，要亮5秒钟的黄灯作为过渡。
提示：设计时先用仿真软件Multisim测试设计电路是否正确，无误后再制作实际电路。
参考元器件：74HC160/190，74HC161，74HC00，74HC08，74HC20，74HC153，74HC138/139，CD4511，CD4060/NE555等。
7 智能交通灯控制器的设计（A）
设计一个交通信号灯控制器，由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口，在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则停止行驶（给行驶中的车辆有时间停在禁行线以外）。具体要求如下：
（１）用红、绿、黄发光二极管作信号指示灯。
（2）让主干道处于常允许通行的状态，支干道有车来时才允许通行。可用逻辑开关作主支干道检测车辆是否到来的的信号。
（3）主支干道交替允许通行。主干道每次放行45秒，支干道每次放行25秒。
（4）在每次由绿灯亮转换到红灯亮的过程中，要亮5秒钟的黄灯作为过渡。
（5）设置45秒、25秒计时、5秒计时显示电路。
提示：设计时先用仿真软件Multisim测试设计电路是否正确，无误再制作实际电路。
参考元器件：74HC160/190，74HC161，74HC00，74HC08，74HC20，74HC153，74HC138/139，CD4511，CD4060/NE555等。
8 LED控制器的设计（B）
功能要求：
（1）采用一个半导体数码管作为控制器的显示器，能够自动地依次显示出数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9（自然数列），1、3、5、7、9（奇数列），0、2、4、6、8（偶数列）和0、1、2、3、4、5、6、7（音乐符号数列），然后又依次显示出自然数列、奇数列、偶数列和音乐符号数列……如此周而复始，不断循环。
（2）打开电源时，控制器可自动清零，从接通电源时刻起，数码管最先显示出自然数列的0，再显示出1，然后按上述规律变化。
提示：设计时先用仿真软件Multisim测试设计电路是否正确，无误后再制作实际电路。
参考元器件： 74HC160/74HC161，74HC153，74HC00，NE555。
9 音响系统设计（A）
设计一个音响系统，放大器分为前置放大、主控电路和功率放大器三部分。前置放大器的作用是放大输入信号，均衡并改善其信噪比，主控电路用于调节并美化音质；功率放大器的主要功能是信号作功率放大以推动扬声器。其组成框图如下图所示：

指标要求如下：
（１）负载阻抗 ；（10分）
（２）额定功率 ；（20分）
（３）带宽 ≥；（３0分）
（４）输入阻抗 Ri≥500kΩ； （10分）
（５）整机效率 η≥50%；（20分）
（６）输入灵敏度 话筒输入端≤5mV；（20分）
参考元器件：NE5532，TDA2003/TDA2030。
10 声音传输系统（A）
制作一个声音产生与接收系统。
指标要求如下：
(1) 声源产生的信号为周期性音频脉冲信号，如图A所示，声音信号频率不限，脉冲周期不限。（50分）
t
(2) 收部分能够准确地接收到声源发生的音频脉冲信号，并用LED显示。（50分）
图A 信号波形示意图
参考元器件：NE555，74HC161,74HC00,TL082,S8050/S8550和3DD15，扬声器，LM567,LED。
11 洗衣机定时控制器（B）
定时启动→正转20秒→暂停10秒→反转20秒→暂停10秒
定时未到
定时到
停机
设计一个泳衣机定时控制器，洗涤模式为：

设计要求：
(1) 洗涤时间在99分钟内由用户自行设定，单位为分钟。
(2) 用两位数码管显示洗涤的预置时间（以分钟为单位），对洗涤过程作计时显示，直到时间到而停机。
(3) 当定时时间达到终点时，一方面使电机停机（用三个LED表示电机的状态），同时发出音响信号提醒用户注意。
参考元器件：74HC160/161，74HC138，74LS192，CD4511，74HC00，74HC08，74HC27，74HC32。
12 LED点阵控制器的设计（B）
LED点阵是由LED构成的8×8点阵。当行、列均有效时，其交叉点的LED被点亮，当多个LED被点亮时即可形成一定的图案或字符。改变点亮方式将产生不同的效果。举例8×8矩阵板显示“中”字图样以及对应的行译码器输出和和列存储器存储代码表。
高位地址
低位地址
行译码输出
列存储器存储的代码
A9~A3
A2 A1 A0
Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
全0
全0
全0
全0
全0
全0
全0
全0
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
1 0 0 0 0 0 0 0
0 1 0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0 0 0
0 0 0 1 0 0 0 0
0 0 0 0 1 0 0 0
0 0 0 0 0 1 0 0
0 0 0 0 0 0 1 0
0 0 0 1 0 0 0 1
0 0 0 1 0 0 0 0
0 0 0 1 0 0 0 0
1 1 1 1 1 1 1 0
1 0 0 1 0 0 1 0
1 0 0 1 0 0 1 0
1 1 1 1 1 1 1 0
0 0 0 1 0 0 0 0
0 0 0 1 0 0 0 0
LED点阵控制器结构框图如下图所示。

LED点阵控制器结构框图
设计要求：
(1) 设计8×8LED点阵其驱动电路。
(2) 用E2PROM存储器存放待显示的字符，能够显示0~9和a~z，显示字符数量不少于8个。
(3) 手动控制显示内容。
发挥部分：循环显示字符，增加显示字符的数量。
参考元器件：74HC161、AT29C040、74HC138，8*8LED点阵，NE555，74HC240/244等
13 宽带直流放大器设计（A）
基本要求
（1）电压增益AV=20dB，输入电压有效值Vi=20mV。AV可在0～40dB范围内手动连续调节。
（2）最大输出电压正弦波有效值Vo≥2V，输出信号波形无明显失真。
（3）3dB通频带0～1.5MHz；在0～1MHz通频带内增益起伏≤1dB。
（4）放大器的输入电阻≥50W，负载电阻（50±2）。
参考元器件：OPA642，AD811，AD603
14 简易A/D转换器设计（B）
根据计数式反馈比较原理设计一个8位的A/D转换器，能够将0~5V的直流信号转换为8位二进制数。要求转换误差小于0.1V。
参考元器件：TL082，DAC0832，74HC161，74HC573，74HC11/74 HC 20
15 逐次渐进式A/D转换器设计（A）
根据逐次渐进式反馈比较原理设计一个8位的A/D转换器，能够将0~5V的直流信号转换为8位二进制数。要求转换误差小于0.1V。
提示：使用可编程逻辑器件（EDA技术）
参考元器件：TL082，DAC0832，74HC573，EPM240/EPM570

说明：本次电子技术课程设计题目分为A、B两类，A类比B类难度有所增加。因此其起评分值如下：
A类为：70分 、B类为60分。

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