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2012“TI杯”北京工业大学电子设计竞赛练习题一、SPWM波生成电路请使用一片LM324四运放,实现下述功能(整体框图见下图: 1、使用运放,产生一个三角波信号U1,峰峰值为4V,频率为5KHz。2、使用低频信号源输出一个正弦波信号U2,频率为500Hz,峰峰值为200 mV。3、设计一个比例加法器,输出信号为U3,U3 = U1 + 10U24、设计一个滤波电路,使其可以最大限度地滤除5KHz的分量,保留500Hz的分量,输出结果为U4,其峰峰值为45V可调。5、设计一个比较器电路,对U1和U4信号进行比较,输出信号为U5,峰峰值为3V。要求运放使用+12V单电源供电。扩展功能:1、运算放大器只能使用一片(即四个运放。2、使用LaunchPad 430单片机,在检测正弦波和三角波的波形参数的基础上,输出一个SPWM波。3、其他扩展功能。考核内容:检查U1U5各点的电压输出波形,记录信号的测量参数和波形质量。请预留U1U5的测试端子。检查LaunchPad 430单片机输出的SPWM波。二、信号检测、波形发生及变换电路请使用TI的LaunchPad 430单片机竞赛板、网孔板和LM324运算放大器,实现如下功能:1、实现对低频信号源输出的正弦波、三角波和方波信号的检测,信号源输出信号的幅度为峰峰值10mV100 mV,频率从50Hz-1KHz。采用运放进行前期调理,以满足单片机采集的需要。2、用单片机和模拟电路结合,产生一个与信号源输出信号同步的信号,在示波器上进行显示。要求单片机产生的信号与信号源输出信号频率、相位相等,波形类型一致,幅度成正比(具体量纲自己定义,并作出书面说明。3、利用示波器的X-Y方式,分别接信号源输出的正弦波信号和单片机产生的正弦波信号,在示波器显示出李萨茹图形。要求运放使用+12V单电源供电。扩展功能:1、波形变换:单片机和模拟电路结合,可以输出与信号源输出信号同频、同相但波形类型相异的波形,如信号源输出三角波,单片机输出正弦波。2、扩大可检测信号的频率和幅度范围(在可能的情况下,尽量提高;3、使用移相电路,实现对信号源输出信号的90移相。(移相范围可正、可负、可调更好4、利用示波器的X-Y方式,通过单片机输出的两路模拟信号,在示波器上产生自己定义的图形符号。5、其他扩展功能。三、可变增益放大器设计请使用TI的LaunchPad 430单片机竞赛板、网孔板、LM324运算放大器和一支双极型或MOS型三极管。实现下述功能:1、设计一个正弦波发生器,输出信号的频率为5KHz,幅度为峰峰值1V。2、设计一个由MSP430单片机控制的可变增益放大器,可变放大范围1至20倍。3、通过按键和发光管的配合,可以步进增加或减小放大倍数。要求运放使用+12V单电源供电。扩展功能:1、通过按键和发光管的配合,可以设定几个固定的放大倍数,分别为衰减2倍、放大5倍和放大10倍。2、扩大增益可调的范围,实现衰减功能。3、利用LaunchPad 430单片机的USI资源,实现基于串行通讯的人机接口设计,完成放大倍数的设定,输入输出信号参数(如频率、幅度的显示。4、其他扩展功能。四、其他需要注意的内容1、各种波形发生电路2、基于运放的恒流源电路3、各种有源滤波器电路,如低通、高通、带通和带阻及其产生的移相。4、积分器、微分器5、峰值检波6、单片机内部的温度传感器7、TI单片机低功耗的利用2012浙江工业大学电子设计竞赛题1.设计题目设计一正弦信号产生电路,电路框图如图1所示。实现以下功能:(1采用555定时器设计多谐振荡器,产生频率为1kHz、占空比为50%的方波信号V1。频率和占空比允许有5%误差。(2采用运算放大器设计有源滤波器将V1转化为同频率的正弦信号V2,要求用示波器观测V2无明显失真,V PP=4V,直流偏移量为0。(3设计一移相电路,V3和V2之间移相900(超前、滞后均可,V3与V2幅值一致。 图1实验室只提供的5V直流电源、一片555定时器、一片TL082运放、两只可调电位器,电阻电容数量不限。要求预留V1、V2、V3的测试端口。2.评分标准 注意:实验室无法提供全系列的电阻电容,可通过对现有电阻、电容串并联得到。2012校电子设计竞赛元件清单1.实验仪器:示波器、数字万用表、直流稳压电源2.软件:Multisum、Protel3.0.5mm焊锡丝(每个实验室两卷4.0.5mm硬芯线(每个实验室红色、黑色各一卷5.DIP8集成电路插座500只6.TL082运放(DIP封装300只7.555定时器(DIP封装300只8.独石电容0.1uF、0.01uF 各2000只1000 pF ,2200pF,3300 pF,4700pF,8200 pF,0.033uF各1000只9.1/4W金属膜电阻100、200、510、820、1