2019年全国电子设计大赛D题《简易电路特性测试仪》(一)仿真阶段

文章目录

  • 前言
  • 一、仿真阶段
  • 二、仿真结果
  • 三、仿真结果分析
  • 四、实物制作
  • 总结


前言

2019年全国电子设计大赛D题《简易电路特性测试仪》(一)仿真阶段_第1张图片

国赛就是把往年的真题都做会了,你就会了。这次我们训练的是2019年全国电子设计大赛D题《简易电路特性测试仪》,这道题出得十分好,各方面都考察到了,坑也不少。但是做下来真的收获很多。现在来让我们看看题目
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制作图 1 中被测放大器电路,该电路板上的元件按图 1 电路图布局,
保留元件引脚,尽量采用可靠的插接方式接入电路,确保每个元件可以容
易替换
。电路中采用的电阻相对误差的绝对值不超过 5%,电容相对误差
的绝对值不超过 20%。晶体管型号为 9013,其 β 在 60~300 之间皆可。电
路特性测试仪的输出端口接放大器的输入端 Ui, 电路特性测试仪的输入
端口接放大器的输出端 Uo。

二、要求

  1. 基本要求
    (1) 电路特性测试仪输出 1kHz 正弦波信号,自动测量并显示该放大器的
    输入电阻。输入电阻测量范围 1kΩ~50kΩ,相对误差的绝对值不超过
    10%。
    (2) 电路特性测试仪输出 1kHz 正弦波信号,自动测量并显示该放大器的
    输出电阻。输出电阻测量范围 500Ω~5kΩ,相对误差的绝对值不超过
    10%。
    (3) 自动测量并显示该放大器在输入 1kHz 频率时的增益。相对误差的绝
    对值不超过 10%。
    (4) 自动测量并显示该放大器的频幅特性曲线。显示上限频率值,相对误
    差的绝对值不超过 25%。
  2. 发挥部分
    (1) 该电路特性测试仪能判断放大器电路元器件变化而引起故障或变化
    的原因。任意开路或短路 R1~R4 中的一个电阻,电路特性测试仪能
    够判断并显示故障原因。
    (2) 任意开路 C1~C3 中的一个电容,电路特性测试仪能够判断并显示故
    障原因。
    (3) 任意增大 C1~C3 中的一个电容的容量,使其达到原来值的两倍。电
    路特性测试仪能够判断并显示该变化的原因。
    (4) 在判断准确的前提下,提高判断速度,每项判断时间不超过 2 秒。
    (5) 其他。
    三、说明
    (1) 不得采用成品仪器搭建电路特性测试仪。电路特性测试仪输入、输出
    端口必须有明确标识,不得增加除此之外的输入、输出端口。
    (2) 测试发挥部分(1)~(4)的过程中,电路特性测试仪能全程自动完
    成,中途不得人工介入设置测试仪。

其中输入电阻,输出电阻的概念大家可以看我这篇博文
输入阻抗,输出阻抗

一、仿真阶段

好的仿真可以使电路设计事半功倍,并且结果可供参考,为软件设计节省了大量时间,要知道在比赛中如果要等到硬件队友把硬件电路做好才开始写程序,那效率就大大降低了,如果在仿真阶段就开始设计,那么最后只需要微调程序即可,可以说是并驾齐驱,所以仿真的作用尤为重要。
刚开始仿真的时候也遇到了困难!!,那就是mutism没有S9013!,因为9013是日本的芯片,mutism是美国的软件,自然没有,好在队友及时解决了这个问题
大家可以看看这篇博文:
mutism如果导入9013三极管
经过仿真,我们得到了大量信息,为我们电路设计提供了大量参考,就是我们不仅要考虑交流,而且还要考虑直流,而且电阻的故障直流可以直接判定!!,还有输入阻抗!
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二、仿真结果

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三、仿真结果分析

我们发现,电阻故障都可以通过直流和输入阻抗判定,符合哪一个就是哪一个故障,程序就这样判断的,没啥好说的,最难的是电容的故障。我们后面会讲到。
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四、实物制作

仿真完后没啥问题,那就顺水推舟,画原理图,画PCB,要注意题目要求,确保每一个元器件,并且电容可以两倍,可插拔!采用单排圆孔母座
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总结

好的仿真为我们的电路设计的方向保驾护航,什么?你说仿真不可信,有时候是可以信的。
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