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英才班电子设计竞赛题目 出题人：陆 伟 电四楼117室 luwei@ustc.edu.cn 参考题目： A题：音频信号分析仪 B题：函数信号发生器 C题：LED点阵书写显示屏 D题：低电压耳机放大器 A题：音频信号分析仪 一、任务 设计、制作一个可分析音频信号频率成分， 并可测量正弦信号失真度的仪器。 A题：音频信号分析仪 二、基本要求 （1）输入阻抗：50Ω （2）输入信号电压范围（峰-峰值）：100mV～5V （3）输入信号频率成分范围：200Hz～10kHz （4）频率分辨力：100Hz（可正确测量被测信号中，频差不小于100Hz的频率分量的功率值。） （5）检测输入信号的总功率和各频率分量的频率和功率， （6）应以5秒周期刷新分析数据。 A题：音频信号分析仪 三、提高要求 （1）输入信号包含的频率成分范围：20Hz～10kHz。 （2）增加频率分辨力20Hz档。 （3）判断输入信号的周期性，并测量其周期。 （4）测量被测正弦信号的失真度。 B题：函数信号发生器 一、任务 设计并制作一台函数信号发生器，使之能产生正弦波、三角波、锯齿波和方波信号，系统框图如下：?? B题：函数信号发生器 二．基本要求 （1）函数信号发生器能产生正弦波、锯齿波、三角波和方波四种周期性波形； （2）输出信号频率在100Hz～100kHz范围内可调； （3）在1k?负载条件下，输出信号的电压峰-峰值Vopp在0～5V范围内可调； （4）可实时显示输出信号的类型、幅度、频率和频率步进值； （5）输出信号波形无明显失真； B题：函数信号发生器 三、发挥部分 （1） 将输出信号频率范围扩展为1Hz～1MHz，输出信号频率可分段调节：在1Hz～1kHz范围内步进间隔为1Hz；在1kHz～1MHz范围内步进间隔为100Hz。频率值可通过键盘进行设置； （2）在50?负载条件下，输出信号的电压峰-峰值Vopp在0～5V范围内可调，调节步进间隔为0.1V，输出信号的电压值可通过键盘进行设置； （3）可显示输出信号的波形； C题：LED点阵书写显示屏 一、任务 设计并制作一个基于32×32点阵LED模块的书写显示屏 C题：LED点阵书写显示屏 一、任务（续） LED工作在扫描微亮和显示点亮两种模式 当光笔触及LED点阵模块表面时，由光笔检测触及处行列坐标，再依据功能需求决定该坐标处的LED是否点亮至人眼可见的显示状态（如图1中光笔接触处的深色LED点已被点亮），从而在屏上实现“点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移”等书写显示功能。 C题：LED点阵书写显示屏 二．基本要求 （1）在“点亮”功能下，当光笔接触屏上某点LED时，能即时点亮该点LED，并在控制器上同步显示该点LED的行列坐标值（左上角定为行列坐标原点）。 （2）在“划亮”功能下，当光笔在屏上快速划过时，能同步点亮划过的各点LED，其速度要求2s内能划过并点亮40点LED。 （3）在“反显”功能下，能对屏上显示的信息实现反相显示（即：字体笔画处不亮，无笔画处高亮）。 （4）在“整屏擦除”功能下，能实现对屏上所显示信息的整屏擦除。 C题：LED点阵书写显示屏 三、提高要求 （1）在“笔画擦除”功能下，能用光笔擦除屏上所显汉字的笔画。 （2）在“连写多字”功能下，能结合自选的擦除方式，在30s内在屏上以“划亮”方式逐个写出四个汉字（总笔画数不大于30）且存入机内，写完后再将所存四字在屏上逐个轮流显示。 （3）当环境光强改变时，能自动连续调节屏上显示亮度 D题：低电压耳机放大器 一、任务 设计并制作一个低电压的单通道耳机放大器. D题：低电压耳机放大器 二、基本要求: （1)放大器采用双电源供电, 工作电压为正负1.5V. (2) 采用幅度1.2Vpp,1kHz正弦波作为输入信号, 信号源内阻1k欧姆, 要求放大器空载输出电压摆幅可达1Vpp, 且目测输出波形无明显失真. (3) 放大器负载为40欧姆, 且负载一端接地. 要求此时放大器的有载输出电压摆幅可达1Vpp, 波形无明显失真. D题：低电压耳机放大器 三、扩展要求: 1. 采用直接耦合作为放大器的输出耦合与级间耦合方式. 输入端开路时, 负载端电压不超过100mVpp. 2. 在放大器输入端也采用直接耦合方式. 输入端接地时, 负载端电压不超过100mVpp 3.为放大器增设低音增强功能, 该功能可由用户自主选择启用或禁用. 实验条件 仪器：示波器，信号发生器，稳压电源 工具：烙铁，焊锡丝，松香