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第1章 1999年竞赛试题精解选 1

1.1 试题：测量放大器（A题） 1

1.1.1 题目：测量放大器 1

1.1.2 任务 1

1.1.3 要求 1

1.1.4 评分意见 2

1.1.5 说明 2

1.2 试题分析 2

1.3 基本设计思路及测量放大器原理 3

1.3.1 基本设计思路 3

1.3.2 测量放大器原理 3

1.4 理想的解决方案 6

1.5 设计时需要注意的问题 8

1.6 测量放大器设计的电磁兼容与电路板设计 9

1.7 稳压电源的电路板设计与信号转换电路板的设计 11

1.8 制作要点 11

1.9 调试 12

1.10 测试结果 13

1.11 竞赛成绩 14

1.12 经验与教训 14

第2章 2001年竞赛试题（D题）高效率音频功率放大器 15

2.1 试题：高效率音频功率放大器 15

2.1.1 任务 15

2.1.2 要求 15

2.1.3 评分标准 16

2.1.4 说明 16

2.2 试题意图与理想的解决方案 16

2.3 音频功率放大器效率分析 16

2.4 第一类可以获奖的切实可行的解决方案 18

2.5 第二类可以获奖的方案：利用MOSFET实现D类功率放大器 27

2.6 信号转换电路 31

2.7 本章小结 31

第3章 2001年竞赛试题（C题）自动往返电动小汽车 33

3.1 试题：自动往返电动小汽车 33

3.1.1 任务 33

3.1.2 要求 33

3.1.3 评分标准 34

3.1.4 说明 34

3.2 试题意图与要达到的目的与理想的解决方案 34

3.2.1 试题意图与要达到的目的 34

3.2.2 理想的解决方案 35

3.3 可以获奖的切实可行的解决方案 40

3.3.1 硬件部分设计 40

3.3.2 软件部分设计 43

3.4 实际的解决方案与出现的问题及根源 46

3.4.1 实际的解决方案 46

3.4.2 出现的问题及根源 46

第4章 2003年竞赛试题精解选（E题）简易智能电动车 47

4.1 试题：简易智能电动车 47

4.1.1 任务 47

4.1.2 要求 47

4.1.3 评分标准 48

4.1.4 说明 48

4.2 试题意图与要达到的目的和理想的解决方案 49

4.2.1 试题意图与要达到的目的 49

4.2.2 理想的解决方案 49

4.3 可以获奖的切实可行的解决方案 62

4.3.1 系统方案设计 62

4.3.2 系统硬件电路设计 64

4.3.3 系统软件设计 67

4.4 实际的解决方案与出现的问题及根源 71

第5章 2005年竞赛试题（D题）数控直流电流源 72

5.1 试题：数控直流电流源 72

5.1.1 任务 72

5.1.2 要求 72

5.1.3 评分标准 73

5.1.4 说明 73

5.2 试题意图与要达到的目的与理想的解决方案 73

5.2.1 试题意图与要达到的目的 73

5.2.2 理想的解决方案 73

5.3 可以获奖的切实可行的解决方案 75

5.3.1 恒流源的实现 75

5.3.2 手动设置电路和步进控制电路 78

5.3.3 驱动控制电路 80

5.3.4 自制电源部分 81

5.3.5 预置电流值的上、下限逻辑控制电路 81

5.3.6 调试方法和过程 82

5.3.7 性能指标测试与测试数据 82

5.3.8 结论 84

5.3.9 系统说明书 84

5.4 经验与教训 85

第6章 2005年竞赛试题（G题）三相正弦波变频电源 86

6.1 试题：三相正弦波变频电源 86

6.1.1 任务 86

6.1.2 要求 86

6.1.3 评分标准 87

6.1.4 说明 87

6.2 基本设计思路 87

6.3 逆变器与驱动电路设计思路 88

6.4 控制电路单元设计思路简介 92

6.5 PWM电路设计 92

6.6 死区时间的设置与实现 96

6.7 计数器与D/A转换器组合实现三相正弦波基准电压 98

6.8 计数器与权电阻组合方式 103

6.9 输出滤波器设计 107

6.10 稳定输出电压设计思路 108

6.11 负载不对称与负载缺相保护 108

6.12 隔离变压器与整流器部分的解决方案 109

6.13 更简洁的采用D类音频功率放大器解决方案 110

6.13.1 应用LM4651/2的解决方案 110

6.13.2 LM4651/2简介 110

6.13.3 应用LM4651/2的解决方案详解 114

6.13.4 三相逆变电源的实现 118

6.14 最简洁的采用线性集成音频功率放大器的解决方案 120

6.14.1 集成功率放大器型号的选择 121

6.14.2 LM3886的应用设计实例 125

第7章 2005年竞赛试题（E题）悬挂运动控制系统 129

7.1 试题：悬挂运动控制系统 129

7.1.1 任务 129

7.1.2 要求 130

7.1.3 评分标准 130

7.1.4 说明 130

7.2 试题意图与要达到的目的 131

7.3 理想的解决方案 131

7.3.1 悬挂运动控制系统设计方案 131

7.3.2 系统硬件电路设计 134

7.3.3 系统软件设计 138

7.4 可以获奖的切实可行的解决方案 142

7.4.1 系统方案设计 142

7.4.2 系统硬件电路设计 142

7.4.3 系统软件设计 144

7.5 实际的解决方案与出现的问题及根源 144

第8章 2007年本科竞赛试题（E题）开关电源 145

8.1 试题 145

8.1.1 任务 145

8.1.2 要求 145

8.1.3 说明 146

8.1.4 评分标准 146

8.2 电源变压器与整流滤波电路解析 147

8.2.1 整流电路结构的选择 147

8.2.2 整流器的选择 147

8.2.3 滤波电容器的选择 148

8.2.4 整流输出电压 148

8.3 利用PWM控制IC与带有隔离变压器的推挽变换器的解决方案详解 148

8.3.1 基本参数的确定 149

8.3.2 电路及参数的确定 149

8.3.3 主要元器件参数的选择 149

8.4 应用SEPIC变换器的解决方案 152

8.4.1 SEPIC变换器的演化过程与原理 152

8.4.2 芯片的选择与芯片简介 154

8.4.3 应用电路 155

8.4.4 参数的确定 156

第9章 2005年竞赛试题：信号发生器（H题）【高职高专组】 157

9.1 试题 157

9.1.1 任务 157

9.1.2 要求 157

9.1.3 说明 158

9.1.4 评分标准 158

9.2 解决问题的思路 158

9.3 函数发生电路MAX038详解 159

9.3.1 封装、引脚功能及内部原理框图 159

9.3.2 基本功能的实现 161

9.3.3 MAXIM的评估电路 163

9.4 应用函数发生电路MAX038的频率及占空比的数字控制 166

9.4.1 频率的数字控制 166

9.4.2 占空比的数字控制 167

9.5 用函数发生电路MAX038实现正弦波、方波、三角波发生电路 168

9.6 耳机放大器的利用 168

9.6.1 耳机放大器简介 168

9.6.2 耳机放大器TPA152的基本电路 169

9.6.3 耳机放大器TPA152性能分析 170

9.6.4 TPA152作为驱动放大器的应用 172

9.6.5 输出电压幅度的调节 172

第10章 2007年竞赛试题：可控放大器（I题）【高职高专组】 174

10.1 试题 174

10.1.1 任务 174

10.1.2 要求 174

10.1.3 说明 175

10.1.4 评分标准 175

10.2 放大器部分的设计思路 175

10.3 放大器的设计详解 176

10.3.1 是单级放大还是两级放大 176

10.3.2 放大器的选择 176

10.4 放大电路详解 179

10.4.1 电路设计 179

10.4.2 低频截止频率相关元件参数的选择 180

10.4.3 反馈网络参数选择 180

10.4.4 高频截止频率相关元件参数的选择 181

10.5 放大器增益程控化详解 181

10.5.1 衰减电路的设计 181

10.5.2 继电器控制思路详解 182

10.5.3 参数设置显示的实现 185

10.6 放大器的调试 185

10.6.1 测试仪器的选择 186

10.6.2 调试方法 187

10.7 应用低通滤波器芯片的滤波器设计 187

10.7.1 设计思路 188

10.7.2 MAX270简介 188

10.7.3 滤波器电路设计 192

10.7.4 程控电路设计 193

10.8 应用集成运算放大器构成有源滤波器的设计思路 193

10.8.1 低通有源滤波器设计 194

10.8.2 衰减电路的设计 195

10.8.3 高通有源滤波器的设计 202

10.8.4 带通有源滤波器的设计 203

第11章 2007年竞赛试题：程控滤波器（D题）【本科组】 205

11.1 试题 205

11.1.1 任务 205

11.1.2 要求 205

11.1.3 说明 206

11.1.4 评分标准 206

11.2 试题分析 206

第12章 单相正弦波逆变电源设计 207

12.1 常规思路的单相正弦波逆变电源设计 207

12.2 基本性能要求 208

12.3 解决方案的基本思路 208

12.3.1 方波50Hz逆变 208

12.3.2 采用50Hz正弦波逆变 208

12.3.3 多重50Hz矩形波逆变组合的解决方案 209

12.3.4 直—交—直—交功率变换形式 212

12.4 高频逆变电路与控制电路设计 212

12.4.1 控制方式 213

12.4.2 工作在100％占空比控制方式时，有效值电流的降低 214

12.4.3 旁路电容器的作用 215

12.5 高频变压器设计 216

12.5.1 变压器的结构 216

12.5.2 变压器设计 218

12.6 输出整流滤波电路 219

12.7 输出侧逆变电路与驱动电路设计 219

12.8 正弦波信号的产生与正弦化脉冲宽度调制的设计 220

12.8.1 正弦波振荡器 220

12.8.2 三角波发生电路 221

12.8.3 脉冲宽度调制电路 223

12.8.4 电路参数的确定 224

12.8.5 死区时间的设置与实现 224

12.9 输出参数的更改与元器件的选择 225

12.10 非常规思路的单相正弦波逆变电源设计之一—线性集成功率放大器的应用 225

12.10.1 集成功率放大器型号的选择 226

12.10.2 LM3886的应用设计实例 228

12.10.3 应用LM4780构成的逆变器设计 229

12.11 非常规思路的单相正弦波逆变电源设计之二—D类功率放大器的应用 233

第13章 用硬件电路数控的实现方案精解 235

13.1 用硬件电路数控技术问题的提出及设计思路 235

13.2 用硬件电路数控技术的最简单实现方式 236

13.2.1 拨码开关简介 236

13.2.2 利用拨码开关实现数字控制电路单元 236

13.3 用硬件电路程控及数控技术的硬件电路设计 238

13.3.1 十进制加减计数器简介 238

13.3.2 利用十进制加减计数器级联构成十进制多位计数器单元 241

13.3.3 溢出的防止 242

13.4 可能出现的问题及解决方法 243

第14章 如何在电子设计竞赛中取得好成绩 244

14.1 参加电子设计竞赛的基础准备工作 244

14.2 充分发挥本校的资源优势 249

14.3 本书的设计思想对毕业后工作的指导作用 249

参考文献 251