电子装配竞赛标准.docx
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电子装配竞赛标准
第四届全国残疾人职业技能竞赛规则
电子仪器仪表装配工（电子装配与测试）
第四届全国残疾人职业技能竞赛组委会
2011年2月
竞赛标准
一、竞赛目的
通过竞赛，使参赛选手在模拟电路的基础上，脚踏实地的掌握和提高数字电路基础知识及使用PretelDXP2004软件画图的水平，以期尽快缩短与国际先进水平的差距。
二、竞赛需要掌握的知识
模拟电路部分（重点在巩固和提高模电基础知识为主，重视实践和应用能力的培养）
（一）射级跟随器有何特点？
常用在何处？
构成晶体管静态工作点的四个基本要素是什么？
单级放大器电路上、下偏置电阻与发射极接的1K电阻是如何稳定静态工作点的？
如果发射极接有100欧姆交、直流负反馈电阻，交流参数会有哪些不同？
集电极电阻Rc的变化会引起哪些参数发生变化？
负载电阻RL阻值发生变化时，会引起哪些参数改变？
什么是晶体管放大器的交流小信号等效电路图？
什么是晶体管放大器的幅频特性？
如何测量？
什么是饱和、截至失真？
如何造成的？
什么是晶体管输出特性曲线？
如何确定交直流负载线？
如何根据输出特性曲线来确定静态工作点？
熟练掌握输入、输出阻抗的计算公式，放大倍数的计算方法和公式。
（二）两级负反馈放大器中有反馈与无反馈有何不同？
实验讲义中两级负反馈电路里有几种反馈方式？
各有何特点？
能熟练画出两级负反馈交流小信号模型。
若两个三极管的Vce=6V，计算各点电流、电压。
（三）运算放大器有何特点？
什么是线性区和非线性区？
什么是虚短虚断？
熟练掌握滞回比较器的特点、滞回特性曲线及计算公式。
数字电路部分（重点在普及、推广和提高数电基础知识，缩小与国际选手的差距是这12年来出题的唯一宗旨。
进国际大赛前8名是今后努力的目标）
（四）熟练掌握和运用各种门电路的基本常识（表达式、真值表）及用最少的与非门74LS00实现其它五种门电路的逻辑功能。
（与逻辑、或逻辑、或非逻辑、异或和同或逻辑；可以使用5个拨动开关和2－5个发光二极管显示不同的逻辑功能并在同一个电路板中分别实现）。
（五）熟练掌握两种计数电路74LS90，CD4026及D、J-K触发器的基本常识、特点及使用方法、特征方程、转换方程（D转J-K、J-K转D及T’触发器）、74LS1383-8线译码器的灵活使用以及数值比较器、奇偶校验器的工作原理和电路构成。
（六）能熟练掌握、设计和使用用与非门、施密特触发器（CD40106）、555电路构成的可调振荡电路（秒脉冲振荡器），并对其输出波形进行最大最小周期、频率和幅度测试。
（七）能够熟练使用PretelDXP2004画图软件画出原理图和PCB板图。
三、竞赛任务
根据给定的元件和原理图，完成以下任务（试题将从下面练习题中产生）
任务1：
两级负反馈放大器（本题全部完成共70分）
已知两级放大器中前级放大倍数明显低于后级，为改变这一情况，拟用运放构成的射随器接在两级放大器的中间，以提高前级放大倍数（为什么能提高放大倍数？
）。
按图1-3焊接电路并测量（所用测量设备：
万用表，函数信号发生器，双通道毫伏表，双踪示波器，±12V稳压电源）。
1.分别调节680K、220K电位器，使两个三极管的Vce直流电压为6V后，求出Ib、Ic、Ie各点电流及Vb、Ve、Vc、Vrc（集电极电阻两端）电压；（9分）
表1-1三极管各管脚直流电压、电流等测量数据：
Ib1
Ie1
Ic1
Vce1
Vrc1
Vbe1
Ve1
Vc1
Vrc1
Ib2
Ie2
Ic2
Vce2
Vrc2
Vbe2
Ve2
Vc2
Vrc2
2.有、无射随器时，前、后级放大倍数各是多少？
（各5分）；
表1-2放大倍数的测量
无射随Av
有射随Av
前级放大倍数Av1
后级放大倍数Av2
总的放大倍数Av
3.有、无发射极Re1=100欧姆电阻时输入阻抗各是多少？
（各5分）。
表1-3输入阻抗的测量
无Re1时
有Re1时
输入阻抗
4、有（无）两级负反馈电路和射随器时，前、后级放大器放大倍数各是多少？
（各10分）频带宽度各是多少？
（各5分）前级发射极接有１００Ω电阻，是何种负反馈？
（2分）该反馈的特点是什么？
（3分）画出交流小信号模型（也叫H参数等效电路）；（3分）在三极管输出特性曲线上画出交、直流负载线并标出静态点Q（3分）。
按表格完成全部测试内容。
另用PretelDXP2004画图软件画出图1-1原理图和PCB板图，（各50分，分数计入软件画图项目）。
（提示：
输入频率f=1KHz正弦波；输入电压Vi=1毫伏；有效值（无射随器时的输入信号），Vi=0.5mV；有效值（有射随器时的输入信号，输入信号过大将使输出端产生失真。
用示波器始终观察输出波形是否出现失真，否则测量结果没有意义）。
参照图1-2加入反馈电路Rf=5.1K，反馈电容Cf=22u。
表1-4放大倍数与频带宽度的测量
有Re1时
无Re1时
有射随（前级放大倍数）
无射随（前级放大倍数）
有射随（后级放大倍数）
无射随（后级放大倍数）
有射随（频带宽度）
无射随（频带宽度）
图1-1基本两级放大电路
图1-2两级负反馈电路
图1-3有射极跟随器的两级放大电路
任务1元件清单（两级负反馈放大）
序号
原件名称
规格和要求
数量
备注
1
1/2UA741
运算放大器
1
配14脚管座
2
8050
NPN三极管
2
3
电阻
51欧，100欧，2k，3k，
各2个
4
电阻
1k，5.1k，56k，20k
各3个
Rb1、3改为56K
5
电解电容
22uF
5
6
电容
100u
5
7
单股导线
Φ0.5mm
各2.5m
两种不同颜色
8
220K电位器
WH5-1A
2个
代680K电位器
9
接bc结电容
330p，470P
各2只
防电路自激
10
单孔线路板
15cm×10cm
1块
确保质量
任务2：
门电路（焊接并实现全部逻辑功能10分，否则无分）
焊接并实现用最少的与非门74LS00实现其它五种门电路的逻辑功能。
（与逻辑、或逻辑、或非逻辑、异或和同或逻辑；可以使用5个拨动开关（3个脚拨动开关）在同一个电路板中分别实现；每一逻辑的实现需用￠5发光二极管（加限流电阻220欧）显示；输入高、低电平的转换可用另2个波动开关分别实现00，01，10，11不同电平的输入）。
任务2元件清单（基本门电路）
序号
元件名称
规格要求
数量
备注
1
74LS00
TTL
2片
可用：
74HC00
2
上下拨动开关
3脚
5个
可插入线路板
3
电阻
220欧姆
6个
4
发光二极管
￠5
6个
绿
5
焊接电路板
10CM*10CM
2块
6
管座
14脚
2个
任务3：
最小控制系统（全部完成且功能正常20分，否者无分。
）
设计题：
用LM324运放、继电器（电压±12V，加保护管1N4007）、三极管、发光二极管２只、限流电阻２只（保护发光二极管和三极管基极用的）构成一个最简控制系统，模拟水塔自动供水电路。
设：
水塔水位测量电路在水位高、低时分别输出大约为正负0.6V的直流电压（该电压用可调±5V电源模拟），加到滞回比较器反相输入端Vi。
其中运放的外围电阻R1=R2=10k，反馈电阻Rf=100K。
若水塔水位低时在运放输入端Vi输入约（-0.6）V电压时，其构成的最小控制系统使红灯亮，表示抽水机开始工作；反之在运放输入端Vi输入约（+0.6）V电压时，其构成的最小控制系统使绿灯亮，表示抽水机停止工作。
a、用公式求出引起运放输出端正、负跳变的输入电压V-、V+的具体值（将测量值︱Uo︱带入公式中求出。
）（5分）；b、画出滞回特性曲线图，填入4个实测数据V-、V+、+Vom、-VOM。
（10分）；并简述其工作过程（5分）c、焊接完成并实现全部任务（10分）d、用PretelDXP2004画图软件画出原理图和PCB板图（25分，分数计入软件画图项目）。
任务3元件清单（水塔供水控制）
元件名称
规格和要求
数量
备注
1
14脚运放管座
DIP
1只
LM324
2
工频二极管
1N4007
2只
泄放保护
3
电阻1/4w
100K，3.3K，220欧
各2
220欧代R6
4
继电器12V
HK3FF-DC12V-SH
1只
5
2/2LM324
运放
1
6
8050三极管
NPN
2
7
¢5发光二极管
红、绿
各1
两种不同颜色
8
电阻1/4w
10K，5.1K
各2只
9
小型电位器
WH5-1A；1K
1
任务4：
计数器（焊接并实现全部功能有30分，否则无分。
）
用CD4026及其他门电路焊接一个365天计时电路。
用CD40106做频率可调的时钟振荡器；用3个数码管（加限流电阻220欧）显示读数。
（注：
在任务四的电路图中，标为①、②的两个反相器是CD40106内部的反相器，连接电路时只需将相应的引脚接上即可，不必外接反相器。
）
任务4元件清单（365天计时器）
名称
规格和要求
数量
备注
1
电阻
220欧姆
6
1/4W
2
多圈电位器
220K
1
小型精密代替500k
3
发光二极管
红
1
￠5
4
CD4026
集成电路
3
DIP配管座
5
74LS11
集成电路
1
DIP配管座
6
CD40106
集成电路
1
DIP配管座
7
1N4148
二极管
2
泄放二极管
8
胆电解电容
10μF
1
耐压16V
9
红黑夹子连线
鱼嘴夹
2套
连接电源等用
10
共阴数码管
LED
3只
大小按40脚管座考虑
11
电路板
15CM*10CM
各1块
连孔和单孔电路板
12
40脚管座
数码管管座
1
共阴数码管的管座
13
电阻1/4w
5.6K,3.9K
各2只
如何利用±12V电压得到±5V电压：
将两组5.6K和3.9K两只电阻串联后，再将两组5.6K电阻余端分别接到±12V电压上，两个3.9k的余端接地。
在两个电阻的串联处接上导线即可得到±5V电压。
用拨动开关的上端接+5V电压，下端接地，中间接门电路输入端，便可使门电路输入端实现00，01，10，11的电平转换。
给TTL电路也用+5V供电。
任务五：
（焊接并全部实现各项功能20分，否则无分。
）
用74LS112JK触发器和74LS00与非门构成D触发器
用74LS74D触发器和74LS00与非门构成JK触发器
因为，
，并且
所以，
。
用74LS74D触发器构成T触发器
因为，
，
所以，
，故而，当T=1（即T输入高电平）时，
，从而构成T’触发器。
用74LS112JK触发器构成T’触发器
因为
，所以当J=K=T=1时，
。
任务五元件清单
名称
规格和要求
数量
备注
1
电阻
220欧姆
8
1/4W
2
发光二极管
红
8
￠5
3
74LS74
集成电路
1
DIP配管座
4
74LS112
集成电路
1
DIP配管座
5
微型拨动开关
3条腿
5
上下波动
6
单孔线路板
10cm*10cm
3
要求质量
任务六：
（焊接并实现正常逻辑功能10分，否者无分）
用74LS1383-8线译码器和74LS00与非门构成表决器
设三人投票表决，A有一票否决权，即A投反对票是一定不通过，投赞成票时B、C还至少有一人投赞成票才能通过。
现规定赞成票用“1”表示，通过用“1”表示，设计电路实现上述功能。
公式：
，其中，
，
，
，从而得到Y=A（B+C）。
任务六元件清单
名称
规格和要求
数量
备注
1
电阻
220欧姆
1
1/4W
2
发光二极管
红
1
￠5
3
74LS11
集成电路
1
DIP配管座
4
74LS138
集成电路
1
DIP配管座
5
拨动开关
3条腿
3
上下拨动
任务七：
（焊接并实现正常逻辑功能5分，否者无分）
用74LS86四二输入异或门构成奇偶校验器，其中A、B、C、D为输入，Y为输出，且
任务七元件清单
名称
规格和要求
数量
备注
1
电阻
220欧姆
1
1/4W
2
发光二极管
红
1
￠5
3
74LS86
集成电路
1
DIP配管座
4
拨动开关
上下拨动
4
任务八：
（焊接并实现正常逻辑功能10分，否者无分）
用74LS00与非门、74LS02或门和74LS08二输入与门实现一位数值比较器
1.当A>B时，
，2.当A=B时，
，
3.当A。
任务八元件清单
名称
规格和要求
数量
备注
1
电阻
220欧姆
3
1/4W
2
发光二极管
红
3
￠5
3
74LS00
集成电路
4
DIP配管座
4
74LS02
集成电路
1
DIP配管座
5
74LS11
集成电路
1
DIP配管座
6
拨动开关
上下拨动型
2
任务九：
（焊接并实现正常逻辑功能和其他要求20分，否者无分）
用与非门、555时基电路做成可调的秒振荡器。
要求分别测量最长最短周期和频率，写出计算公式。
1.由与非门构成振荡器如下图所示
周期公式
2．555定时器构成振荡器
周期公式
任务九元件清单
1
电阻
220Ω、10kΩ
3
1/4W
2
发光二极管
红
3
￠5
3
74LS00
集成电路
1
DIP配管座
4
CD40106
集成电路
1
DIP配管座
5
555时基电路
集成电路
1
DIP配管座
6
电容
22U/16V
3
7
电位器Rp
220K
2
同前
四、注意事项
1、数码显示器、集成电路均不可直接焊在电路板上。
应通过集成电路管座与电路板进行连接。
2、电路连接一般采用0.5mm单股导线；若有必要，允许在元件面上用裸线作为跨接线，但不可走斜线或同一平面交叉；也可在焊接面用裸铜线进行电路连接。
3、使用电烙铁时，千万注意人身安全，不要造成烧坏烫坏其它仪器设备的情况出现！
电烙铁的摆放要安全规范！
4、参赛选手考试完毕，必须清理工作台面，保持原来的整洁！
放置好组委会提供的设备及工具。
5、再次核查工作台面上各电源开关是否关闭，电烙铁的电源插头是否拔下冷却。
确认无误，方可离开考场。
6．竞赛组委会有权在必要时对竞赛任务、评分标准等进行修改，并及时公示。
7．参赛选手须正确操作、使用竞赛组委会现场提供的设备及工具，以免发生损坏。
进入赛场后，及时清点检查设备、工具、材料等是否有遗漏或破损。
如有问题，立即向工作人员举手示意。
8．评判时如出现参赛选手得分相同的情况，将考虑作品完成的速度。
9．竞赛标准的解释权归竞赛组委会所有。
五、参赛选手自带的工具和材料
①数字万用表和指针万用表（MF-47）各1块
②电烙铁（尖头）/吸锡烙铁各1把
③剥线钳1把
④镊子2把
⑤尖嘴钳1把
⑥斜口钳1把
⑦钟表螺丝刀（一字形，用于调整多圈可变电阻）1套
⑧剪刀及小锉刀1把/1套
⑨松香、焊锡丝 适量
⑩吸锡器和吸锡绳1个/自定
注：
所有参赛选手需自带工具材料（包含技术先进、便携易用的操作工具），但赛前都需经组委会验收通过后方可使用。
六、竞赛所需元件管脚图
74LS02
74LS00CD40106
74LS11274LS74
74LS11
七、竞赛时间
本项目竞赛时间为6小时（360分钟）。
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