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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