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赛题任务书3

任务书1 简易数字频率计（1997年B题）3

任务书2 实用低频功率放大器（1995年题一）5

任务书3 直流稳定电源（1997年A题）7

任务书4 数字式工频有效值多用表（1999年B题）9

任务书5 频率特性测试仪（1999年C题）11

任务书6 简易数字存储示波器（2001年B题）13

任务书7 波形发生器（2001年A题）15

任务书8 短波调频接收机（1999年D题）17

任务书9 数字化语音存储与回放系统（1999年E题）19

0.1 电子系统设计的基本方法23

0. 电子系统设计概述23

赛题解析23

0.2 电子系统设计的一般步骤25

0.2.1 审题25

0.2.2 方案论证26

0.2.3 设计的逐层细化28

0.2.4 组装调测29

0.2.5 总结报告30

0.3 数字子系统的设计过程32

0.3.1 数字子系统的设计步骤32

0.3.2 EDA方法与HDL语言的使用34

0.4 模拟子系统的设计过程34

0.4.1 模拟子系统的设计过程34

0.4.2 设计过程中EDA技术的应用36

0.5 单片机控制子系统设计步骤37

0.5.1 确定任务37

0.5.2 总体设计38

0.5.3 硬件设计与调试38

0.5.4 软件设计39

参考文献40

1. 简易数字频率计（1997年B题）解析41

1.1 题目分析41

1.1.1 设计者应具备的特定背景知识的自查与准备41

1.1.2 顶层要求的确认41

1.1.3 测量方法的分析41

1.2.1 测量方法的选择43

1.2 设计方案的选择43

1.2.2 实现技术的选择44

1.3 系统级和子系统级设计44

1.3.1 系统级框图44

1.3.2 子系统级总体框图46

1.4 设计的进一步细化51

1.4.1 输入通道的详细设计51

1.4.2 综合数字模块子系统——测量控制及功能切换逻辑＋其他辅助数字部件的详细设计55

1.4.3 单片机子系统软件的设计57

1.5 测试方案60

1.5.1 测试步骤与方法概述60

1.5.2 频率计子系统的测试步骤与方法60

参考文献63

1.5.3 总体测试63

1.6 附录频率、周期及时间的数字化测量原理64

1.6.1 数字化直接测量频率的原理64

1.6.2 数字化直接测量周期的原理65

1.6.3 数字化测量时间间隔的原理66

1.6.4 中界频率的确定68

1.6.5 多周期同步测量法（倒数计数器）69

2. 实用低频功率放大器（1995年题一）解析73

2.1 题目分析73

2.1.1 总体要求及实现基本指标的方略73

2.1.2 实现其他各项指标与要求的方略73

2.2.1 前置放大级74

2.2 方案选择讨论74

2.2.2 低频功率放大级76

2.2.3 电路设计计算81

2.2.4 波形变换电路和稳压电源设计83

2.2.5 指标测试方法86

3. 直流稳定电源（1997年A题）解析89

3.1 题目分析89

3.1.1 稳压电源部分89

3.1.2 稳流电源部分94

3.1.3 DC-DC变换器部分95

3.2 基本方案讨论97

3.2.1 直流稳压电源方案97

3.2.2 恒定稳流电路方案98

3.2.3 DC-DC变换器方案99

3.3 关键指标的实现与设计举例100

3.3.1 直流稳压电源的指标实现与举例100

3.3.2 稳流电源的设计106

3.3.3 DC-DC变换器的设计107

3.4 指标测试方法109

3.4.1 稳压电源109

3.4.2 稳流电源109

3.4.3 DC-DC变换器110

4.2.1 总体方案设计111

4.2 方案讨论111

4.1 赛题分析111

4. 数字式工频有效值多用表（1999年B题）解析111

4.2.2 硬件为主的方案113

4.2.3 软件为主的方案117

5. 频率特性测试仪（1999年C题）解析119

5.1 理解赛题119

5.1.1 频率特性测试的知识准备119

5.2 赛题要求分析125

5.2.1 基本部分的要求分析125

5.2.2 发挥部分的要求分析125

5.3 频率特性的动态响应测试法126

5.3.1 冲激脉冲发生器126

5.3.4 结果显示127

5.3.3 计算127

5.3.2 数字化样本的参数127

5.4 频率特性扫频测试方法128

5.4.1 扫频振荡源128

5.4.2 DDS信号源134

5.4.3 幅度测量140

5.4.4 相位测量141

5.4.5 结果显示和打印输出142

5.5 系统总体设计143

5.5.2 幅频特性的测量144

5.5.3 相频特性的测量144

5.5.1 DDS正弦波发生器144

5.5.4 频率特性曲线的显示145

5.6 被测网络的设计146

5.7 软件设计147

5.8 测试所需要的设备149

5.9 结果分析149

5.10 结束语149

6. 简易数字存储示波器（2001年B题）解析150

6.1 对赛题要求的分析150

6.2 方案讨论151

6.2.1 采样方式的选择151

6.2.2 控制器的选择152

6.3 部分电路设计及模拟153

6.2.3 关于简易DSO技术指标的初步分配153

6.3.1 前向通道154

6.3.2 信号的采样、量化和存储160

6.3.3 后向通道的设计163

6.3.4 控制器的设计167

6.3.5 简易DSO对电源的要求175

6.4 安装调试176

6.4.1 硬件安装调试176

6.4.2 软件调试177

6.5 测试结果177

6.5.1 拟定测试方案177

6.5.2 测试结果记录178

6.6 小结179

6.5.3 测试结果总评价179

6.7 展望180

6.7.1 采用程控电阻180

6.7.2 用示波器的Z通道增辉显示实现双扫描显示作用180

6.7.3 增加信号处理功能180

参考文献180

7. 波形发生器（2001年A题）解析181

7.1 赛题分析181

7.1.1 抓住任务的核心181

7.1.2 波形生成子系统的实现原理的分析与选择181

7.2 总体方案的设计183

7.3.1 输出波形的频率范围185

7.3.2 波形生成子系统的有关参数分析185

7.3 相关技术参数的总体考虑与确定185

7.3.3 输出频率控制方法187

7.4 有关子系统与软硬件模块的设计188

7.4.1 单片机子系统188

7.4.2 任意波输入188

7.4.3 频谱分析的实现190

7.4.4 稳幅功能的实现191

7.4.5 输出幅度的调整192

7.4.6 利用比率乘法器产生频率可以数字调控的时钟192

8.1.2 系统总体设计194

8.1.1 任务指标评析194

8.1 题目分析194

8. 短波调频接收机（1999年D题）解析194

8.2 主要指标定义和功能的回顾195

8.2.1 主要指标定义195

8.2.2 频率合成器与单片机196

8.3 设计方案197

8.3.1 主要元器件的选择198

8.3.2 系统介绍201

8.4 注意事项204

8.5 调频接收机主要指标测量205

8.5.1 灵敏度（这里指可用灵敏度）205

8.5.3 调制接受带宽206

8.5.4 镜频干扰206

8.5.2 最大不失真功率206

参考文献207

9. 数字化语音存储与回放系统（1999年E题）解析208

9.1 题目分析208

9.1.1 设计者背景知识要求208

9.1.2 顶层设计要求的理解和确认208

9.1.3 需要进一步明确的技术指标209

9.2 设计方案讨论209

9.2.1 系统级方案设计209

9.2.2 子系统级方案设计210

9.3 各个子系统的详细设计211

9.3.1 语音前置放大器的设计212

9.3.2 带通滤波器设计214

9.3.3 自动增益控制电路—AGC220

9.3.4 单片机子系统221

9.3.5 幅频特性校正电路228

9.3.6 末级放大器228

9.4 系统调试与指标测试229

参考文献230

9.5 附录231

9.5.1 ADC和DAC231

9.5.2 存储器分页控制接口模块源代码（用VHDL编写）234

附录239

附录1 电子设计常用网址239

附录2 SE-PAC2型在系统可编程模拟电路实验箱简介241

附录3 NH-P型通用数字系统实验开发平台244