TI器件典型应用电路与参数以与相关猜题.docx
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TI器件典型应用电路与参数以与相关猜题
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。
显示
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