2019年全国大学生电子设计竞赛 综合测评题

很久没做模电了，学校电赛选拔要做这个，重新来复习一下模电。

• 材料
• 任务
• 电路
• 方波
• 正弦波
• 窄脉冲
• 余弦
• 合并电路

材料

LM324AD（四运放）*1

SN74LS00D（四与非门）*1

任务

• [x] 频率为 $19kHz\sim 21kHz$ 连续可调的方波脉冲信号，幅度不小于 $3.2V$
• [x] 与方波同频率的正弦波信号，输出电压失真度不大于 $5\%$，峰峰值 $(V_{pp})$ 不小于 $1V$。
• [x] 与方波同频率占空比 $5\%\sim 15\%$ 连续可调的窄脉冲信号，幅度不小于 $3.2V$
• [x] 与正弦波正交的余弦波信号，相位误差不大于 $5\degree$，输出电压峰峰值 $(V_{pp})$ 不小于 $1V$

各路信号输出必须引至测评板标注位置并需要接入 $1k\Omega$ 负载电阻 $R_L$.

原则上不允许在测评板上增加使用 BJT、FET 和二极管。

电路

方波

用2个与非门做出 $20kHz$ 左右 峰峰值 $5V$ 的方波：

正弦波

方案1

这里用两个滤波器，从方波得到正弦波。

如上，峰峰值符合要求。

方案2

过一个RC网络，得到正弦波。（我最终改成这个方案，因为仿真出来质量更好）

窄脉冲

用很小的电容做一个微分脉冲信号，把方波的下降沿转换成窄脉冲。窄脉冲过一个与非门，转成 $5V$ 的窄波。

余弦

正弦信号过一个移相器。

合并电路

方案1

这是第一版方案，可以看出来余弦失真比较严重。

方案2

第二版方案把正弦波生成优化了一下。如下