目 录

第1章 电路仿真软件 （1）

1.1 Multisim （1）

1.1.1 软件界面 （1）

1.1.2 电路构建 （2）

1.2 TINA-TI （4）

1.2.1 电路搭建示例 （5）

1.2.2 仿真 （8）

1.2.3 TINA用于运放参数仿真 （12）

1.2.4 滤波器仿真 （14）

1.2.5 小结 （16）

第2章 元器件 （17）

2.1 无源器件 （17）

2.1.1 电阻 （17）

2.1.2 电容 （18）

2.1.3 电感 （19）

2.2 运算放大器 （20）

2.2.1 运算放大器简介 （20）

2.2.2 运算放大器参数详述 （22）

2.2.3 精密型运放 （27）

2.2.4 高速型运放 （28）

2.2.5 仪表放大器 （30）

2.2.6 全差分放大器 （31）

2.2.7 射频宽带放大器 （32）

2.3 A/D转换器 （33）

2.3.1 A/D转换器的参数介绍 （33）

2.3.2 A/D转换器的选择和使用 （34）

2.3.3 A/D转换器的选择 （37）

2.3.4 A/D转换器的使用注意事项 （38）

2.3.5 高精度A/D转换器 （39）

2.4 D/A转换器 （59）

2.4.1 D/A转换器的选择与使用 （59）

2.4.2 常用DAC （63）

2.5 集成DDS芯片AD9854 （70）

2.5.1 AD9854概述 （70）

2.5.2 AD9854引脚说明 （70）

2.5.3 AD9854应用 （71）

2.6 电压控制增益（VCA）芯片 （72）

2.6.1 VCA824 （74）

2.6.2 AD8367 （75）

2.7 集成滤波器芯片 （76）

2.7.1 开关电容原理 （77）

2.7.2 LTC1068 （77）

2.7.3 MAX29X （78）

第3章 电路 （81）

3.1 运算放大器基本电路 （81）

3.1.1 基本放大电路 （81）

3.1.2 基本运算电路 （83）

3.2 限幅放大电路 （86）

3.2.1 限幅电路 （86）

3.2.2 限幅放大电路 （87）

3.3 锁相环电路 （87）

3.3.1 锁相环概述 （87）

3.3.2 锁相环应用举例 （88）

3.3.3 集成锁相环芯片介绍 （89）

3.4 峰值、有效值测量的模拟电路实现 （94）

3.4.1 峰值检测电路 （94）

3.4.2 真有效值检波 （96）

3.4.3 真功率检测芯片 （98）

3.5 AGC电路 （99）

3.5.1 场效应管和运放实现 （100）

3.5.2 CPU控制实现 （100）

3.5.3 AD603实现 （101）

3.5.4 AD8367实现 （102）

3.6 功率放大器 （102）

3.6.1 功率放大器的工作状态 （103）

3.6.2 具体电路实现 （104）

3.7 恒流源电路 （111）

3.7.1 三极管型恒流源 （112）

3.7.2 双运放恒流源电路 （112）

3.7.3 可调三端稳压芯片型 （113）

3.7.4 开关电源型 （114）

3.8 滤波电路 （114）

3.8.1 有源滤波器的电路实现与分析 （115）

3.8.2 无源滤波器的电路实现与分析 （127）

3.8.3 无源滤波器的电路实现与分析 （143）

3.9 采样保持电路 （144）

3.9.1 采样保持电路的主要技术指标 （144）

3.9.2 采样保持电路的实现 （145）

3.10 信号发生电路 （148）

3.10.1 通用元器件实现 （148）

3.10.2 直接数字频率合成技术（DDS）实现 （153）

3.10.3 数字锁相环（PLL）频率合成技术 （154）

3.11 阻抗匹配电路 （155）

3.11.1 L形匹配网络 （155）

3.11.2 π形匹配网络 （156）

3.11.3 T形匹配网络 （156）

3.11.4 传输线变压器 （157）

3.11.5 软件仿真 （157）

第4章 典型应用技术 （159）

4.1 频率合成与DDS （159）

4.1.1 信号产生方案与原理 （159）

4.1.2 DDS理论设计 （160）

4.1.3 DDS实现 （161）

4.2 等精度频率计的实现 （161）

4.2.1 频率测量方案 （162）

4.2.2 相关计数测频法的实现 （163）

4.2.3 宽带高精度测频的实现 （163）

4.3 快速傅里叶变换（FFT） （164）

4.3.1 FFT结果分析 （164）

4.3.2 FFT算法实现 （166）

4.4 数字滤波器 （170）

4.4.1 数字滤波器基本结构 （171）

4.4.2 数字滤波器的设计实现 （172）

4.4.3 其他数字滤波器 （177）

4.5 数字锁相环 （180）

4.5.1 DPLL的原理 （180）

4.5.2 DPLL的实现 （181）

第5章 基础算法 （184）

5.1 数字PID控制算法 （184）

5.1.1 PID控制系统简介 （184）

5.1.2 PID参数控制效果分析 （185）

5.1.3 数字PID控制的实现 （185）

5.1.4 PID算法的饱和特性 （186）

5.1.4 PID参数整定方法 （187）

5.2 大林算法 （190）

5.3 模糊控制算法 （191）

5.3.1 模糊控制概述 （191）

5.3.2 模糊控制原理 （192）

5.3.3 模糊控制器设计 （192）

5.3.4 小结 （193）

5.4 运动控制算法 （193）

5.4.1 产生线段的整数Bresenham算法 （193）

5.4.2 产生圆的整数Bresenham算法 （195）

5.5 其他控制算法 （198）

5.6 压缩算法 （199）

5.6.1 无损压缩 （199）

5.6.2 有损压缩 （200）

5.6.3 压缩算法应用 （201）

第6章 电子设计竞赛真题解析 （203）

6.1 频率特性测试仪（1999-C） （203）

6.1.1 国赛要求 （203）

6.1.2 优秀报告 （204）

6.2 低频数字式相位测量仪（2003-C） （204）

6.2.1 国赛要求 （204）

6.2.2 优秀报告 （206）

6.3 音频信号分析仪（2007-A） （206）

6.3.1 国赛要求 （206）

6.3.2 优秀报告 （208）

6.4 数字示波器（2007-C） （208）

6.4.1 国赛要求 （208）

6.4.2 优秀报告 （209）

6.5 数字频率计（2015-F） （209）

6.5.1 国赛要求 （209）

6.5.2 优秀报告 （211）

6.6 80MHz～100MHz频谱分析仪（2015-E） （211）

6.6.1 国赛要求 （211）

6.6.2 优秀报告 （213）

6.7 增益可调射频放大器（2015-D） （213）

6.7.1 国赛要求 （213）

6.7.2 优秀报告 （214）

6.8 简易电子称（2012年TI杯模拟电子系统专题邀请赛-B） （214）

6.8.1 题目要求 （214）

6.8.2 优秀报告 （215）

第7章 武汉大学2015年参赛选手总结 （216）

7.1 武汉大学王帅、王雷、曹建发组总结 （216）

7.2 武汉大学程宇、卢云成、刘同同组总结 （217）

7.3 武汉大学宋洪亚、甘文霜、祁发瑞组总结 （219）

7.4 武汉大学谢德强、赵久瑞、姚彤彤组总结 （223）

7.5 武汉大学田震、项进喜、詹伟杰组总结 （225）

7.6 武汉大学王思捷、陈锐、马玉爽组总结 （228）

7.7 武汉大学张令、李俊、陈慧组总结 （231）

7.8 武汉大学李卓、李哲、李希希组总结 （232）

7.9 武汉大学唐海亮、魏佳琦、张赏月组总结 （234）

附录A 频率特性测试仪 （237）

附录B 低频数字式相位测量仪 （246）

附录C 音频信号分析 （255）

附录D 数字示波器 （266）

附录E 数字频率计 （274）

附录F 80MHz～100MHz频谱分析仪 （283）

附录G 增益可调射频放大器 （291）

附录H 简易电子称 （301）

附录I 电设培训推荐书籍 （307）

本书从电子设计竞赛培训和电子综合类课程的教学实际情况出发，具体分析了电子综合实验项目教学中的元器件、电路、算法等知识内容，详细介绍了电子设计竞赛培训的典型案例，对历年的电子设计竞赛真题进行了深入剖析，给出了详细的设计方案、典型电路、关键算法以及测试方法，设计实例均附有完整的电路结构和具体参数，同时付上国赛的最终提交报告，凝结了武汉大学电子设计竞赛教练组十余年的培训经验，所有方案和电路均经过实验验证并制作成实物，具有很强的实用性。

《2011年全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编》仅编入了2011年全国大学生电子设计竞赛中获得全国一等奖的部分作品，共计45篇，内容涉及全部8个竞赛题目，其中A题至E题为本科组竞赛题目，F题至H题为高职高专组竞赛题目。书中每篇作品均附有“专家点评”。

《2011年全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编》不仅有益于今后参赛学生开拓设计思路、提供撰写设计报告的参考，而且已成为很多高等学校信息电子类专业本科综合实验教学、课程设计乃至毕业设计的重要参考文献。目的在于推动高等学校信息电子类学科的教学内容和课程体系改革，引导高等学校在教学中培养大学生的创新意识、协作精神和理论联系实际的学风，加强学生工程实践能力的训练，强调对学生综合素质的培养，鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动，促进高等学校形成良好的学习风气，为优秀人才脱颖而出创造条件。

赛事背景

2020年是“十三五”规划最后一年，也是贯彻落实全国大学生结构设计竞赛秘书处工作会议内容年，经全国大学生结构设计竞赛秘书处与承办高校上海交通大学竞赛秘书处共同商定，决定举办第十四届全国大学生结构设计竞赛 。2100433B