數(shù)字電路-第一章

數(shù)字邏輯電路與系統(tǒng)

數(shù)字電路研究什么？兩地開關(guān)控制電路：兩個開關(guān)分別控制一盞照明燈。三地開關(guān)控制電路：三個開關(guān)分別控制一盞照明燈。2009年全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽試題

圖中，AB與AC垂直，Ox是AB的中垂線，O‘y是AC的中垂線，W是Ox和O’y的交點(diǎn)。聲音導(dǎo)引系統(tǒng)有一個可移動聲源S，三個聲音接收器A、B和C，聲音接收器之間可以有線連接。聲音接收器能利用可移動聲源和接收器之間的不同距離，產(chǎn)生一個可移動聲源離Ox線（或O‘y線）的誤差信號，并用無線方式將此誤差信號傳輸至可移動聲源，引導(dǎo)其運(yùn)動?？梢苿勇曉催\(yùn)動的起始點(diǎn)必須在Ox線右側(cè)，位置可以任意指定。聲音導(dǎo)引系統(tǒng)(B題)【本科組】

t圖2信號波形示意圖二、要求1．基本要求（1）制作可移動的聲源。可移動聲源產(chǎn)生的信號為周期性音頻脈沖信號，如圖2所示，聲音信號頻率不限，脈沖周期不限。圖2信號波形示意圖

（2）可移動聲源發(fā)出聲音后開始運(yùn)動，到達(dá)Ox線并停止，這段運(yùn)動時間為響應(yīng)時間，測量響應(yīng)時間，用下列公式計(jì)算出響應(yīng)的平均速度，要求平均速度大于5cm/s?？梢苿勇曉吹钠鹗嘉恢玫絆x線的垂直距離響應(yīng)時間平均速度＝

（3）可移動聲源停止后的位置與Ox線之間的距離為定位誤差，定位誤差小于3cm。（4）可移動聲源在運(yùn)動過程中任意時刻超過Ox線左側(cè)的距離小于5cm。（5）可移動聲源到達(dá)Ox線后，必須有明顯的光和聲指示。（6）功耗低，性價比高。2009年全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽試題一、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個寬帶直流放大器及所用的直流穩(wěn)壓電源。二、要求1．基本要求（1）電壓增益AV≥40dB，輸入電壓有效值Vi≤20mV。AV可在0～40dB范圍內(nèi)手動連續(xù)調(diào)節(jié)。（2）最大輸出電壓正弦波有效值Vo≥2V，輸出信號波形無明顯失真。（3）3dB通頻帶0～5MHz；在0～4MHz通頻帶內(nèi)增益起伏≤1dB。（4）放大器的輸入電阻≥50，負(fù)載電阻（50±2）。（5）設(shè)計(jì)并制作滿足放大器要求所用的直流穩(wěn)壓電源。寬帶直流放大器（C題）【本科組】

2009年全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽試題一、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個數(shù)字幅頻均衡功率放大器。該放大器包括前置放大、帶阻網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字幅頻均衡和低頻功率放大電路，其組成框圖如圖1所示。數(shù)字幅頻均衡功率放大器（F題）

【本科組】

二、要求1．基本要求（1）前置放大電路要求：a.小信號電壓放大倍數(shù)不小于400倍（輸入正弦信號電壓有效值小于10mV）。b.-1dB通頻帶為20Hz～20kHz。c.輸出電阻為600。（2）制作帶阻網(wǎng)絡(luò)對前置放大電路輸出信號v1進(jìn)行濾波，以10kHz時輸出信號v2電壓幅度為基準(zhǔn)，要求最大衰減≥10dB。帶阻網(wǎng)絡(luò)具體電路見題目說明1。（3）應(yīng)用數(shù)字信號處理技術(shù)，制作數(shù)字幅頻均衡電路，對帶阻網(wǎng)絡(luò)輸出的20Hz～20kHz信號進(jìn)行幅頻均衡。要求：a.輸入電阻為600。b.經(jīng)過數(shù)字幅頻均衡處理后，以10kHz時輸出信號v3電壓幅度為基準(zhǔn)，通頻帶20Hz～20kHz內(nèi)的電壓幅度波動在1.5dB以內(nèi)。2015年全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽試題一、任務(wù)設(shè)計(jì)制作一個簡易頻譜儀。頻譜儀的本振源用鎖相環(huán)制作。頻譜儀的基本結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。80MHz-100MHz頻譜分析儀（E題）【本科組】

基本要求

制作一個基于鎖相環(huán)的本振源：

(1)頻率范圍90MHz~110MHz；(2)頻率步進(jìn)100kHz；

(3)輸出電壓幅度10~100mV，可調(diào);

(4)在整個頻率范圍內(nèi)可自動掃描；掃描時間在l~5s之間可調(diào)；可手動掃描；還可預(yù)置在某一特定頻率：2015年全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽試題一、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作用于電池儲能裝置的雙向DC-DC變換器，實(shí)現(xiàn)電池的充放電功能，功能可由按鍵設(shè)定，亦可自動轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，圖中除直流穩(wěn)壓電源外，其他器件均需自備。電池組由5節(jié)18650型、容量2000~3000mAh的鋰離子電池串聯(lián)組成。所用電阻阻值誤差的絕對值不大于5％。雙向DC-DC變換器（A題）【本科組】基本要求接通S1、S3，斷開S2，將裝置設(shè)定為充電模式。(1)

U2=30V條件下，實(shí)現(xiàn)對電池恒流充電。充電電流I1在1~2A范圍內(nèi)步進(jìn)可調(diào)，步進(jìn)值不大于0.1A，電流控制精度不低于5%。(2)設(shè)定I1=2A，調(diào)整直流穩(wěn)壓電源輸出電壓，使U2

在24~36V范圍內(nèi)變化時，要求充電電流I1的變化率不大于1%。(3)設(shè)定I1=2A，在U2=30V條件下，變換器的效率η≥90%。(4)測量并顯示充電電流I1，在I1=1~2A范圍內(nèi)測量精度不低于2%。(5)具有過充保護(hù)功能：設(shè)定I1=2A，當(dāng)U1

超過閾值U1th=24±0.5V時，停止充電。高頻低頻專業(yè)特點(diǎn)微波(天線)應(yīng)用電子通信工程電子工程信息工程電子對抗遙感接收機(jī)框圖專業(yè)基礎(chǔ)課1.磁帶錄音機(jī)原理

數(shù)字電路要解決的問題兩地開關(guān)控制照明燈三地開關(guān)控制照明燈1.磁帶錄音機(jī)原理

數(shù)字電路要解決的問題1.磁帶錄音機(jī)原理

數(shù)字電路要解決的問題1.磁帶錄音機(jī)原理

拾音器聲音調(diào)理磁記錄磁電轉(zhuǎn)換調(diào)理放大聲音缺點(diǎn)：（隨時間）高音逐漸衰減，儲存時間長的錄像帶的清晰度下降檢索不方便：聽歌、復(fù)讀機(jī)、音頻定位（電臺）應(yīng)用：

早期單片機(jī)程序的存儲，目前有些還在應(yīng)用的磁帶機(jī)數(shù)字電路要解決的問題2.CD原理

數(shù)字電路要解決的問題2.CD原理

數(shù)字電路要解決的問題

CD以數(shù)字形式存儲音樂和其他文件。光盤上的信息上一系列1和0表示。在常規(guī)的CD中，這些1和0由光盤反射表面上的數(shù)百萬個微小的凸起和凹槽來表示。這些凸起和凹槽排列在一個寬度約為0.5微米、長度約為5公里的連續(xù)軌道上。

讀取這些信息時，CD播放機(jī)會用激光束掃過軌道。當(dāng)激光束掃過軌道中的凹槽時，激光束會直接反射到激光裝置中的光學(xué)傳感器上。CD播放機(jī)將此解釋為1。當(dāng)激光束掃過軌道中的凸起時，光則會反射到光學(xué)傳感器之外。CD播放機(jī)將此解釋為0。模擬唱機(jī)數(shù)字電路要解決的問題2.CD原理

拾音器聲音調(diào)理數(shù)字化模擬化調(diào)理放大聲音刻盤光電轉(zhuǎn)換高保真：Hi-Fi與模擬唱盤相比的特點(diǎn)缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)量大數(shù)字電路要解決的問題3.MP3原理

拾音器聲音調(diào)理數(shù)字化模擬化調(diào)理放大聲音存儲解壓縮壓縮讀取數(shù)據(jù)缺點(diǎn)：MP3音質(zhì)不能作為廣播級播出MP3的興起數(shù)字電路要解決的問題3.MP3原理

拾音器聲音調(diào)理數(shù)字化模擬化調(diào)理放大聲音存儲解壓縮壓縮讀取數(shù)據(jù)MD的特點(diǎn)MP3的興起4.數(shù)字化的解釋數(shù)字電路要解決的問題=++++→++=方法一運(yùn)輸下雨晃動多了少了方法二水誤差5.數(shù)字化的優(yōu)點(diǎn)●信號產(chǎn)生：正弦波、方波、等任意波形●信號的傳輸：不易受干擾，保真●信號處理：易于計(jì)算機(jī)處理●數(shù)據(jù)存儲：易復(fù)原、保真●數(shù)據(jù)檢索：模擬：音頻檢索視頻檢索數(shù)字：文件操作系統(tǒng)數(shù)字電路要解決的問題1.電信號模擬信號：在時間上和數(shù)值上的變化是連續(xù)的數(shù)字信號：在時間上和數(shù)值上的變化是離散的。數(shù)字電路：在數(shù)字信號下的電路緒論緒論2.數(shù)字系統(tǒng)與模擬系統(tǒng)特點(diǎn)

模擬系統(tǒng)●單元電路的類型較多：元件多，放大、電源、震蕩、調(diào)制、解調(diào)（要求設(shè)計(jì)者具有寬廣知識）●工作于線性狀態(tài)：工作點(diǎn)、線性范圍、級聯(lián)耦合●輸入輸出匹配問題：●調(diào)試工作難度：工作經(jīng)驗(yàn)（仿真：例Pspice但只供參考）

數(shù)字系統(tǒng)●單元少：●二值狀態(tài)：不用選擇工作點(diǎn)●匹配簡單：直接耦合●調(diào)試簡單：仿真即所得（MAX+PLUSII、QuartusII）緒論3.脈沖的概念短時間變化的波形緒論脈沖的起始電位，即靜態(tài)電平脈沖幅度脈沖峰值脈沖平頂下降脈沖超量脈沖起始時間上升時間下降時間脈沖底部寬度脈沖平均寬度脈沖周期脈沖波形參數(shù)緒論4.數(shù)字波形的概念●將某種脈沖波形賦以特定的數(shù)字含義后，就可稱為數(shù)字信號?！裼肏、VH表示高電平，用L、VL表示低電平●定義：1位數(shù)字信息（1或0）稱為1比特（bit），簡寫b電路每秒產(chǎn)生或傳輸多少位數(shù)字信息稱為比特率，bps緒論非歸零歸零非歸零雙極型歸零多值邏輯曼徹斯特緒論5.數(shù)字電路的基本邏輯關(guān)系緒論第一章數(shù)制與編碼

第一節(jié)數(shù)字的基本概念第二節(jié)數(shù)制轉(zhuǎn)換第三節(jié)帶有符號位的二進(jìn)碼第四節(jié)可靠性編碼的概念編碼第一章數(shù)制與編碼

第一節(jié)數(shù)字的基本概念數(shù)碼：基數(shù)：權(quán)：一、十進(jìn)制

特點(diǎn)：二、二進(jìn)制第一章數(shù)制與編碼

第一章數(shù)制與編碼

第一節(jié)數(shù)字的基本概念數(shù)碼：基數(shù)：權(quán)：一、十進(jìn)制

特點(diǎn)：二、二進(jìn)制三、十六進(jìn)制和八進(jìn)制問題：PC機(jī)的串并口地址是多少？第一章數(shù)制與編碼

第一節(jié)數(shù)字的基本概念第二節(jié)數(shù)制轉(zhuǎn)換第三節(jié)帶有符號位的二進(jìn)碼第四節(jié)可靠性編碼的概念第二節(jié)數(shù)制轉(zhuǎn)換一、各種進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制

(1101)2=(12D)H=求出系數(shù)與位數(shù)（權(quán)）之積，然后把諸項(xiàng)成績求和。

第一章數(shù)制與編碼

第二節(jié)數(shù)制轉(zhuǎn)換一、各種進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制

二、十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為其他進(jìn)制（一）轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制（二）轉(zhuǎn)換成其他進(jìn)制將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為R進(jìn)制數(shù),需將十進(jìn)制數(shù)的整數(shù)部分和小數(shù)部分分別進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后將他們合并起來。十進(jìn)制純小數(shù)轉(zhuǎn)換成R進(jìn)制數(shù)，采用將小數(shù)部分逐次乘以R，取乘積的整數(shù)部分作為R進(jìn)制的各有關(guān)數(shù)位，乘積的小數(shù)部分繼續(xù)乘以R，直至最后乘積為0或達(dá)到一定的精度為止。例題：（65.3）10轉(zhuǎn)換成（）5

第一章數(shù)制與編碼

第二節(jié)數(shù)制轉(zhuǎn)換一、各種進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制

二、十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為其他進(jìn)制（一）轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制（二）轉(zhuǎn)換成其他進(jìn)制三、二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為八、十六進(jìn)制四、二-十進(jìn)制碼（BCD）表示法二進(jìn)制碼編表示的十進(jìn)制碼

(326)10=()BCD

001100100110第一章數(shù)制與編碼

(110.011)BCD=(？)10自補(bǔ)碼第一章數(shù)制與編碼

第一節(jié)數(shù)字的基本概念第二節(jié)數(shù)制轉(zhuǎn)換第三節(jié)帶有符號位的二進(jìn)碼第四節(jié)可靠性編碼的概念第三節(jié)帶有符號位的二進(jìn)碼一、數(shù)的原碼、反碼、補(bǔ)碼正數(shù)原碼：符號位0+絕對值負(fù)數(shù)原碼：符號位1+絕對值正數(shù)反碼：與原碼相同負(fù)數(shù)反碼：符號位1

不變，絕對值各位取反正數(shù)補(bǔ)碼：與原碼相同負(fù)數(shù)補(bǔ)碼：符號位1不變，絕對值各位取反，末位+1第一章數(shù)制與編碼

第三節(jié)二進(jìn)制正負(fù)數(shù)的表示法一、數(shù)的原碼、反碼、補(bǔ)碼 簡單運(yùn)算(25)10-(13)10=(13)10-(25)10=二、符號位的擴(kuò)展A=+108（n=8），B=-108(n=8)A=+108（n=16），B=-108(n=16)第一章數(shù)制與編碼

第一章數(shù)制與編碼

第一節(jié)數(shù)字的基本概念第二節(jié)數(shù)制轉(zhuǎn)換第三節(jié)帶有符號位的二進(jìn)碼第四節(jié)可靠性編碼的概念第一章數(shù)制與編碼

第一章數(shù)制與編碼

“H”“I”“H”“I”并行串行第四節(jié)可靠性編碼的概念

既能檢測又能糾錯的編碼稱為可靠性編碼一、奇偶校驗(yàn)碼第一章數(shù)制與編碼

第一章數(shù)制與編碼

“H”“I”“H”“I”傳輸值偶校驗(yàn)第四節(jié)可靠性編碼的概念

既能檢測又能糾錯的編碼稱為可靠性編碼一、奇偶校驗(yàn)碼第一章數(shù)制與編碼

如何糾錯？第四節(jié)可靠性編碼的概念二、m中取n碼當(dāng)一組碼由m位組成，其中只有n位為1（或0），其余為0（或1），這就稱為m中取n碼，簡寫（n/m）碼。第一章數(shù)制與編碼

CPU與RAM的連接8中取1CPU譯碼器緩存程序高位地址第四節(jié)可靠性編碼的概念三、格雷碼（G）用途：旋轉(zhuǎn)鈕子開關(guān)第一章數(shù)制與編碼

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