1." 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
" 2."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
" 3."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。

" 4."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。
" 5."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。

" 6."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：  
" 7."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；
" 8."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；
" 9."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
控制器
32×32
LED
点阵模块
光笔
" 10."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。

" 11."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。
" 12."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
" 13."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.
" 14."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 15. 工作电压为正负1.5V.
(2) 采用幅度1.2Vpp 16.1kHz正弦波作为输入信号 17. 信号源内阻1k欧姆 18. 要求放大器空载输出电压摆幅可达1Vpp 19. 且目测输出波形无明显失真.
(3) 放大器负载为40欧姆 20. 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 21. 波形无明显失真.
" 22."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 23. 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 24. 负载端电压不超过100mVpp
3.为放大器增设低音增强功能 25. 该功能可由用户自主选择启用或禁用.
" 26."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
剪刀，镊子，斜口钳等
元器件： 晶体管（9013 27.9014 28.1815等）
电阻、电容若干
通用运放（如324）
单片机开发板或最小系统板
（推荐AVR系列与STM32）
" 29."结 束
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