TI器件典型应用电路与参数以及相关猜题.docx
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TI器件典型应用电路与参数以及相关猜题
器件名称
中文名称
主要参数
INA2134PA
音频差动线路接收机
双电源:
±4v~±18v
2134为两个134
压摆率:
14V/us
固定增益:
1
低失真：
0.0005%atf=1kHz
典型应用电路：
高输入阻抗仪表放大器求和精度放大器
提高输出电流
OPA2134PA
高性能音频运放
双电源:
±2.5v~±18v
压摆率:
20V/us
带宽：
8MH
高开环增益：
120dB（600Ω）
极低失真:
0.00008%
典型应用电路：
OPA134偏移电压修剪电路
变形测试电路
OPA2227PA
高精度低噪声运放
双电源:
±2.5v~±18v
引脚与opa2134相同
低噪声：
3nV/√Hz
增益带宽：
8MHz
压摆率：
2.3V/us
SETTLINGTIME（稳定时间）:
5us
典型应用电路：
OPA227偏移电压修剪电路
0.1赫兹到10赫兹带通滤波器用于测试的OPA227宽带噪声
OPA2340PA
单电源双路CMOS运放
单电源：
2.7Vto5.5V
引脚与opa2134相同
轨对轨
轨对轨输入
轨对轨输出（（within1mV））
增益带宽：
5.5MHz
压摆率：
6V/us
TLV2460IP
微功耗（可软件控制）
微功耗MicropowerShutdownMode
0.3μA/Channel
轨对轨
单电源：
3Vto5.5V
轨对轨输出输入
增益带宽：
6.4MHz
压摆率：
1.6V/us
ADS1115IDGSR
16位adc
集成MUX（多路复用）
I2C接口
可编程速率（8SPSto860SPS）
慢速
可编程比较器内部振荡器
内部参考电压
单电源：
3Vto5.5V
FOURSINGLE-ENDED（4路单通道变成选择）
TWODIFFERENTIALINPUTS（两路差分）
预测作为参考供我们练习使用
1、基本仪器清单
50MHz（以上）双通道数字示波器
双路可调直流稳压电源
函数信号发生器（0.1Hz～20MHz，具有外调制功能）
通用双踪示波器
秒表
10米卷尺
1米卷尺
4位半（以上）数字多用表
2、在竞赛中使用（或选用）的主要元器件清单
单片机最小系统板（仅含单片机芯片、键盘与显示装置、存储器、A/D、D/A）
Lauchpad（MSP430单片机开发板）为核心的最小系统（请为Launchpad开发显示，和键盘模块）
坐标纸（500mm*350mm）
小型直流电机
波长600-1000nm的LED及相应光电接收元件
光敏元件
高亮度LED元件
无线通信模块（如CC11xx，CC24xx，CC25xx系列）
10pF以下小容量电容器
激光笔
摄像头
128*64以上分辨率的显示屏
2欧姆至10欧姆的20W以上的功率电阻
3、TI公司提供的供选用元器件清单
序号
型号
芯片上字符
1
INA2134PA
INA2134PA
2
OPA2134PA
OPA2134PA
3
OPA2227PA
OPA2227PA
4
OPA2340PA（音频放大器）
OPA2340PA
5
TLV2460IP
TLV2460IP
6
ADS1115IDGSR
12BOGI
7
CSD17505Q5A
CSD17505
8
INA282AIDR
I282A
9
INA333AIDGKR
I333
10
LP2950-33LPRE3
23MCYHE
11
TLV5616IDR
5616I
12
TPS5430DDA
5430P
13
TPS5433IDR（降压电源模块）
5433I
14
TPS60400DBVT
PFK
15
TPS61070DDCR
AUH
波长600-1000nm的LED及相应光电接收元件
光敏元件
高亮度LED元件
A题：
LED照明用恒流电源变换器（本科组）
一、任务
设计并制作LED照明用具有直流恒流输出特性的隔离型电源变换器，为串联的10个LED（单管额定功率1W）供电，结构如下图所示。
二、要求
1．基本要求
（1）负载条件下，电源变换器为直流恒流输出特性，且输出电流IO可在150mA~350mA范围内可调；
（2）电压调整率Su≤1%：
负载为10个LED，调整U1，使U2在32V40V范围内变化时，IO变化不超过±1%；
（3）负载调整率SL≤1%：
U2=36V，负载由5个LED增加至10个，IO变化不超过±1%；
（4）效率
≥70%：
U2=36V、负载为10个LED、IO=300mA，电源变换器效率
≥70%；
（5）具有输出过压保护功能，动作电压为UO=（
）V。
2．发挥部分
（1）使变换器具有恒流限压特性：
UO小于36V时为恒流输出；UO达到36V后为恒压输出，将UO稳定在（
）V；待UO降至36V以下则恢复恒流输出；
（2）在电源变换器交流输入侧加入功率因数校正电路，使其功率因数不低于0.95；
（3）LED亮度可随环境光线增强而自动降低：
暗环境，负载为10个LED、IO=300mA条件下，环境变亮后IO减小至不大于200mA以下；
（4）具有输出电流的步进调整和测量、显示功能：
步进值10mA，测量精度优于2%；
（5）具有交流侧开机冲击电流和EMI抑制功能；
（6）其他。
三、说明
1.不得采用各种电源产品改制。
整个作品由一路交流电源供电，不得使用任何其它电源为控制电路或驱动环节供电。
电源变换器为隔离型，即交流供电侧与直流输出侧具有电气隔离，但不得再使用工频变压器。
2.制作时考虑测试方便，须合理设置测试点。
10支LED应安装在通用板（或PCB）上，做串联连接，并可方便改变接入个数（10个或5个）。
3.电源变换器效率指直流输出功率与交流输入（U2处）有功功率之比。
4.如果能完成发挥部分
（1），基本要求（5）不必做自然得分。
在做基本要求（5）或发挥部分
（1）测试时，建议使用滑线变阻器作为负载。
在发挥部分（3）中，只需改变对光敏元件的照度，自行设置明、暗两种照度即可。
无线通信模块（如CC11xx，CC24xx，CC25xx系列）
F题：
无线通信信号分析与测量装置（本科组）
1、任务
设计并制作一个能接收、分析、记录和显示无线电信号特征的通信信号分析与测量装置。
其原理示意图如下：
二、要求
1、基本要求
（1）信号分析装置能从高频信号发生器获取信号，并自动扫描、捕捉、分析和识别通信信号，载波工作频率范围：
15MHz～25MHz；
（2）自动测量通信信号的输入信号载波频率，测量值的准确度优于5%；
（3）自动判别射频信号的调制方式：
无调制载波信号、AM、FM、ASK、FSK；
（4）用液晶屏显示
（2）和（3）要求的各项参数；
（5）正常识别条件下，接收机灵敏度≤1mV；
（6）高频放大器输入阻抗为50Ω。
2、发挥部分
（1）装置正常工作时，接收机灵敏度优于100µV,载波频率测量值的准确度优于1%；
（2）具有键控预置和自动扫描测量通信信号功能，并能够存储、查询测量结果（以时间先后排序，保存不少于5组数据）；
（3）设计制作一个中心频率为20MHz的高频功率放大器，与输岀电阻为50Ω、输岀电压VP≤300mV的高频信号发生器组成发射机。
发射机的负载为50Ω鞭状天线，天线长度不大于１ｍ。
要求高频功率放大器的输岀功率≤20mW（在负载电阻50Ω上）,效率≥40%，在天线间距离≥1ｍ时能实现与接收机的无线正常通信，能够完成基本要求
（2）和（3）；
（4）扩展信号载波频率范围至15MHz～35MHz；
（5）其他。
三、说明
1.中频频率自选；
2.可选用接收机专用集成电路自行设计与装调，不允许用成品接收机；
3.为便于测量电路的性能指标，应留出相关的测量端口；
4.高频放大器用特性阻抗为50Ω的插座作为信号输入端，高频信号源的输出电阻为50Ω，输出端口为通用标准插座。
测试时需自备，信号源至高频放大器的电缆线及标准插头（50Ω）；
5.AM波调制信号频率0.5～1kHz,调幅度为0.3；FM波调制信号频率0.5～1kHz,最大频偏20kHz；ASK波的码元速率为0.5～1kHz；FSK波的码元速率为0.5～1kHz,两载频差为0.1MHz；
6.测试前应完成整机调整，测试中不允许对整机进行任何手动调节以及软件更改。
分析与识别结果应在显示屏上正确显示。
四、评分标准
项目
满分
基本要求
设计与总结报告：
方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电路图及有关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析
30
实际完成情况
50
发挥部分
完成第
（1）项
6
完成第
（2）项
10
完成第（3）项
20
完成第（4）项
8
完成第（5）项
6
合计
50
OPA2340PA（音频放大器）
程控音频OCL功率放大器（C题）
一、任务
设计一个功率可程控、有输出功率显示的OCL音频功率放大器电路。
后级OCL功率放大部分用分立元件制作，供电电源为±15V，输入信号电压幅度为（10~1000）mVrms，负载为为8欧电阻。
其结构框图如下图所示。
二、要求
1基本要求
用仿真软件对电路进行验证，使其满足以下要求：
1） 失真度≤3%时，输出功率P0≥7.5W；
2） 频率响应为（20~22000）Hz；
3） 在信号源的幅度和频率固定为某一值时，可以设置输出功率，并实时测量、显示输出功率，显示的输出功率（Ps）与设定功率（Pg）的相对误差；
2发挥部分
制作一个正弦波信号发生器的实物，使其完成以下功能：
1） 失真度≤10%时，输出功率P0≥6W；
2） 频率响应为（30~10000）Hz；
3） 在输入端交流短路接地时，输出端交流信号≤20mVpp；
4） 在信号源的幅度和频率固定为某一值时，可以设置输出功率，并实时测量、显示输出功率。
三、说明
1．设计报告必须包括建模仿真结果，发挥部分可以选作。
2．因为有的竞赛题目不易进行建模仿真，参赛者可以针对两道不同题目分别进行建模仿真与实物制作，评分时，仿真结果与实物制作各自的得分相加，作为参赛者的最后总分。
此时，只需要提交针对仿真结果的设计报告。
TPS5433IDR（降压电源模块）
12V/220V逆变电源（D1题）
一、设计任务
设计一个12V/220V逆变电源的电路。
二、设计要求
1、基本要求
用仿真软件对电路进行验证，其满足的要求如下所示：
1） 输入12VDC；
2） 额定输出电压：
Vo=220VAC；
3） 额定输出功率≥200W；
4） 输出有过压保护；
5） 输入有过压保护和过热保护；
2、发挥部分
制作一个12V/36V逆变电源的实物，使其完成以下功能：
1） 输入12VDC（可用汽车蓄电池提供）；
2） 额定输出电压：
Vo=36VAC；
3） 额定输出功率≥30W；
4） 输出有过压保护；
5） 有输入过压保护和过热保护；
三、说明
1．设计报告必须包括建模仿真结果，发挥部分可以选作。
2．因为有的竞赛题目不易进行建模仿真，参赛者可以针对两道不同题目分别进行建模仿真与实物制作，评分时，仿真结果与实物制作各自的得分相加，作为参赛者的最后总分。
此时，只需要提交针对仿真结果的设计报告。
单相正弦波变频电源（D2）
一、任务
设计并制作一个单相正弦波变频电源，输出电压有效值为15～36V可调，最大负载电流有效值为1A，负载为电阻负载。
变频电源框图如下图所示。
二、要求
1.基本要求
（1）输出频率范围为20Hz～100Hz，且输出电压有效值为15V～36V可调的单相交流电；
（2）输出电压波形应尽量接近正弦波，用示波器观察无明显失真；
（3）当输入电压为198V～242V，负载电流有效值为0.5～1A时，输出电压有效值应保持在15V，误差的绝对值小于5%；
（4）具有过流保护（输出电流有效值达1.5A时动作），保护时自动切断输入交流电源。
2.发挥部分
（1）当输入电压为198V～242V，负载电流有效值为0.5～1A时，输出电压有效值应保持在15V，误差的绝对值小于2%；
（2）设计制作具有测量、显示该变频电源输出电压、电流、频率和功率的电路，测量误差的绝对值小于5%；
（3）其它。
三、说明
1.不能使用产生SPWM（正弦波脉宽调制）波形的专用芯片；
2.必要时，可以在隔离变压器前使用自耦变压器调整输入电压；可用滑动变阻器或电阻箱模拟负载；
3.输出功率可通过电流、电压的测量值计算。
四、评分标准
项目
满分
基本要求
设计与总结报告：
方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电路图及有关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析
50
实际完成情况
50
发挥部分
完成第
（1）项
20
完成第
（2）项
24
其它
6
E题：
通用可变增益放大器（本科组）
一、任务
设计、制作一个通用可变增益放大器，放大器的增益可手动数字设置或程控设置，无调节电位器。
该放大器的增益变化范围、信号输入及输出范围、信号有效频段及幅频特性等具有较高的技术经济指标。
二、要求
1．基本要求
（1）放大器的低频及直流最大不失真输入、输出信号幅度不低于±3V；
（2）放大器的电压增益可设为三档：
0.10—1.00，1.0—10.0，10—100，放大器在同一档位时增益线性度不低于1%，分辨力不低于1%；
（2）增益为100时，在DC—1MHz带宽范围内，输出大信号幅度波动不超过5%；
（3）增益为100时、输入端短路，输出端电压值不超过±5mV；
（5）输入端阻抗可开关设置为大于10M或50，并有过压保护能力；
（6）放大器输出端阻抗可开关设置为50或0。
2．发挥部分
（1）放大器的低频及直流最大不失真输入、输出信号幅度不低于±8V；
（2）放大器的增益可设为四档：
0.100—1.000，1.00—10.00，10.0—100.0，100.0—1000，放大器在同一档位时线性度不低于0.5%，分辨力不低于0.1%；
（3）增益为1000，在DC—5MHz带宽范围内，输出大信号幅度波动不超过5%；
（4）放大器输出端阻抗为50，外接负载50，在DC—5MHz频段内，大信号输出时波形失真度小于2%；
（5）增益为1000时、输入端短路，输出端电压值不超过±20mV；
（6）整体电路成本低，电路工艺简单；
（7）其他。
三、说明
1．工作电源可用成品，也可自制。
2．设计报告正文中应包括系统总体框图，可变增益发生器工作原理，幅度、频段、增益变化区间、器件选择方法，主要的测试结果。
详细电路原理图以附件形式给出。
3．题目中所有技术参数电路原理及器件硬件指标所能保证，需要有分析说明。
四、评分标准
设计
报告
项目
主要内容
分数
系统方案
比较与选择
方案描述
4
理论分析与计算
程控放大，程控衰减
幅度范围，频段上限
增益范围，零点误差
10
电路与程序设计
硬件电路原理图
语言程序设计清单
6
测试方案与测试结果
测试方案及测试条件
测试结果完整性
测试结果分析
6
设计报告结构及规范性
摘要
设计报告正文的结构
图表的规范性
4
总分
30
基本
部分
完成第
（1）项
6
完成第
（2）项
18
完成第（3）项
12
完成第（4）项
6
完成第（5）项
5
完成第（6）项
3
总分
50
发挥
部分
完成第
（1）项
10
完成第
（2）项
14
完成第（3）项
8
完成第（4）项
6
完成第（5）项
6
完成第（6）项
3
其他
3
总分
50
射频功率放大器（F）
一、任务
（1）设计一个射频功率放大器。
（2）可采用分立元件也可采用相应的射频模块。
（3）功率控制部分可采用连续调整也可采用分档，但必须包含在电路设计中，而不能采用在功率输入或输出端加现成的可变衰耗器的方式完成。
（4）上交成果时应包括电源部分。
二、要求
1.基本要求
（1）频率范围：
100MHz～1000MHz之间任选一频点。
（2）放大器输出功率：
Pmax≥1W。
（3）输入信号不变时，输出功率可调，可调范围≥20dB。
调整方式可以为连续，也可为分档，当采用分档方式时，必须分为4档以上。
（4）放大器的3dB带宽≥5MHz。
（5）放大器的输出特性阻抗：
50欧姆（或75欧姆）。
2.发挥部分
（1）设计一个与上述放大器相对应的信号源。
信号源最好应为VCO形式，以便于调制信号的加入。
（2）用音频信号对信号源进行频率调制并接入功率放大器后，可通过无线接收或相关仪器将调制信号还原。
三、说明
考虑到各类高频仪表的功能限制，相关的功能测试既可采用开路方式，也可采用闭路加衰耗器模拟空间传播方式进行。
四、评分标准
项目
得分
基本要求
设计与总结报告：
方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电路图及有关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析
50
实际完成情况（包括频率，功率，带宽等指标）
50
发挥部分
信号源完成情况
25
音频信号的FM调制功能
20
其它
5
A题：
自动追光自动壁障电动小车
一、任务
设计制作一套自动追光太阳能充电系统放置在小车上。
小车以一定速度追着光源行进，太阳能板始终能面对光源给蓄电池充电。
小车行进过程中会遇到路障，小车必须能避开路障绕道找到光源并继续追光前行。
二、要求
1、基本要求
a.光源用不大于100W的白炽灯，场地不小于1.5m×1.5m，障碍物不小于15cm×15cm×15cm。
可以对光源进行聚光。
b.光源在离小车大约1.5m的固定位置摆放，放置高度不高于25cm，小车发现光源后沿光源方向前进。
c.小车前进方向上至少随机放置三个障碍物。
遇到障碍物，小车应绕道前进。
d.在小车绕道过程中，太阳能板始终对准光源。
e.到达离光源一定位置后，小车应停止前进。
f.小车前进直线距离应不大于1.2m，时间不大于2分钟。
g.能显示太阳能为蓄电池供电状态。
2、发挥部分
a.场地尺寸2m×2m，光源离小车2米以上。
b.障碍物5个以上
c.能逆着光源前进，并绕过障碍物。
但太阳能板始终对准光源
d.完成时间不大于1分钟
e.在无白炽灯光源情况下，小车可以沿自然光源方向前进。
f.其它
三、说明
a.小车行进线路上不得有任何轨迹，也不得有其它任何引导小车前进的物体、声源、无线发射源等，更不得利用遥控手段
b.可以用浅色将场地分割成方形格子，障碍物放在格子里边。
但小车不得用浅颜色分割线来寻迹。
c.不得用市场上能买到的成品机器人模块来完成
B题信号频谱分析仪
一、任务
设计并制作一个信号频谱分析仪，其结构可参考如下图
二、要求
1.基本要求
a.能对单个连续波形信号进行分析，最高信号频率为10mhz，测频精度不低于1KHz。
b.能对2个连续波形信号进行分析，最高信号频率为10MHz，频率分辨率不低于10KHz
c.能对调幅、调频信号进行分析，信号中心频率可到10MHz，最大带宽可到1MHz，频率分辨率不低于10KHz，
d.可以设置频率分析范围和频率分辨率
e.频谱分析结构用图形在显示器上显示
2.发挥部分
a.将最高频率扩展到20MHz，分辨率可达1KHz
b.图形显示器上有可以走动的光标，能显示光标位置的频率和幅度值
c.光标可以跟踪频点极大值，能从一个极大值点跳到另一个极大值点，并显该点频率和幅度
d.光标可以跟踪最大频点，显示该频点频率和幅度
e.可以将该频谱通过DA变换器变换，在示波器上显示。
f.其它
三、说明
控制和显示不得用PC机实现
C题无线考试作弊监测干扰仪
一、任务
制作一台无线考试作弊监测干扰仪，用于监测考场内外利用无线通信方式进行作弊的行为，同时还能对通信进行干扰，以抑制作弊活动
二、要求
1.基本要求
a.能在30MHz-300MHz范围内进行扫描，寻找无线辐射信号
b.信号接收灵敏度不低于-30dBm
c.能同时监控3个指定频率点的信号，指出这些频率是否在工作。
d.对指频率点实施噪声或语音信号干扰，以压制该频率点通信，最大干扰功率1mW
e.对监测到的认为是作弊通信的信号实施干扰，可同时干扰3个频率点的信号。
2.发挥部分
a.将频率范围扩展到30MHz-600MHz
b.将同时监控频点扩展到5个
c.可以监听调频和调幅语音通信信号
d.可以设置保护频率，扫描时不显示保护频率，干扰时不对保护频率进行干扰
三、说明
可省略天线的制作，接收可直接用拉杆天线或灌入多个信号源进行测试，发射可直接接频谱仪测试。
控制和显示不得用PC机实现
D题直流电子负载
一、任务
电子负载用于测试直流稳压电源、蓄电池等电源的性能。
设计并制作一台电子负载，有恒流和恒压两种方式，可手动切换。
恒流方式时要求不论输入电压如何变化（在一定的范围内），流过该电子负载的电流恒定，且电流值可设定。
工作于恒压方式时，电子负载端电压保持恒定，且可设定，流入电子负载的电流随被测直流电源的电压变化而变化。
二、要求
1.基本要求
a.负载工作模式：
恒压（CV）、恒流（CC）两种模式可选择
b.电压设置及读出范围：
1.00V-20.0V
c.电流设置及读出范围：
100mA-3.00A
d.显示分辨率及误差：
至少具有三位数，相对误差小于5%
2.发挥部分
a.增加恒阻模式（CR）模式
b.扩大负载参数的设置及读出范围
c.具有自动过载保护设计
三、说明
a.负载参数可调节设置，人工预置或数字程控皆可
b.负载参数可数字化显示，两种负载参数（CV\CC）同时显示
c.实现原理可参考如下图
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