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辽宁工业大学第七届教师专业综合能力竞赛题目（电子类专业）一、设计命题：可调增益程控滤波器题目应用背景：电子设备及测量系统在前端信号处理中，广泛采用滤波器滤除噪声提高被测信号的测量精度。程控滤波器可针对不同频率滤波特性需求，键控设置滤波参数和调整滤波特性，并对信号的处理增益进行数控调整，因而在测试系统和电子设备中具有广泛的应用。本题目面向弱信号处理，设计一个具有程控放大与滤波功能的可调增益程控滤波器装置。二、设计要求设计并制作可调增益程控滤波器，其组成如图1所示。放大器可程控设置控制增益；低通或高通滤波器通带、截止频率等参数可程控设置。程控放大器程控滤波器增益控制参数设置滤波参数设置放大测试信号输入滤波测试RL图1 可调增益程控滤波器的组成框图1.基本要求（70%）（1）放大器输入正弦信号电压振幅为10mV，电压增益为40dB，增益10dB步进可调，通频带为100Hz40kHz,放大器输出电压无明显失真。 （20%）（2）滤波器可程控设置为低通滤波器，其-3dB截止频率fc在1kHz20kHz范围内可调，调节的频率键控步进为1kHz，2fc处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB（注：放大器增益40dB，RL=1kW条件下）。 （20%）（3）滤波器可程控设置为高通滤波器，其-3dB截止频率fc在1kHz20kHz范围内可调，调节的频率键控步进为1kHz，0.5fc处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB（注：放大器增益40dB，RL=1kW条件下）。 （10%）（4）电压增益与截止频率的误差均不大于10%。 （10%）（5）键控设置和参数显示功能。 （10%）2.现场调试（30%）（1）基于LM324现场制作一个20dB的前置放大器，与可调增益程控滤波器相级联，使电压总增益最大达到60dB，电压增益误差不大于5%；同时要求程控放大器的增益步进值能根据现场公布参数进行调试修改。（20%）（2）调试可调增益程控滤波器的串口数字控制功能，可通过计算机串口发送命令字来控制滤波器的信号增益及-3dB截止频率fc参数。参考命令字：G=XXdB,FH=XXKHz或G=XXdB,FL=XXKHz。其中XX为数字量字符串，示例：G=40dB,FH=10KHz。（10%）三、设计报告与答辩说明设计报告正文应包含方案论证，系统总体设计、核心电路设计、主要流程图和主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果可用附件给出。答辩环节结合设计要点，回答评委提出的问题。四、设计考核设计报告与答辩项 目主要内容满分系统方案可调增益程控滤波器设计及控制方法系统实现方案3理论分析与计算滤波器设计及增益调整方法的分析及计算4电路与程序设计放大电路的设计滤波器电路设计与参数计算程序设计流程及关键代码7测试结果测试数据完整性测试结果分析3设计报告结构及规范性摘要，设计报告正文的结构图表的规范性3制作测试实际制作及测试情况（参见设计要求中评分比例）
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