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本书是全国大学生电子设计竞赛培训教程第2分册，是针对全国大学生电子设计竞赛的特点和需求编写的。全书共4章，介绍了交直流稳压、稳流电源设计，放大器设计，信号源设计，滤波器设计，精选了涉及模拟电子线路和电源设计相关的典型赛题27道，对每道赛题进行了详细的题目分析、方案论证和设计方法介绍。本书内容丰富实用，叙述简洁清晰，工程性强。本书可作为高等学校电子信息类、电气类、自动化类及计算机类专业大学生参加电子设计竞赛的培训教材，也可以作为各类电子制作、毕业设计的教学参考书，还可作为从事电子工程设计、开发人员的参考资料。

目录
第1章  交直流稳压、稳流电源设计	001
1.1　数控恒流源设计	001
［2005年全国大学生电子设计竞赛
（F题）］	001
1.1.1　任务与要求	001
1.1.2　题目分析	002
1.1.3　方案论证	003
1.1.4　硬件设计	006
1.1.5　软件设计	017
1.1.6　测试方法与测试结果	018
1.2　三相正弦变频电源设计	020
［2005年全国大学生电子设计竞赛
（G题）］	020
1.2.1　任务与要求	020
1.2.2　题目分析	021
1.2.3　方案论证	021
1.2.4　硬件设计	032
1.2.5　软件设计	040
1.2.6　系统测试	045
1.2.7　结论	048
1.3　开关稳压电源	048
［2007年全国大学生电子设计竞赛
（E题）］	048
1.3.1　任务与要求	048
1.3.2　题目分析	050
1.3.3　方案论证	051
1.3.4　电路设计与参数计算	056
1.3.5　测试结果及分析	063
1.4　光伏并网发电模拟装置	065
［2009年全国大学生电子设计竞赛
（A题）（本科组）］	065
1.4.1　任务与要求	065
1.4.2　题目分析	068
1.4.3　采用硬件生成SPWM的光伏
并网发电装置	072
1.4.4　采用软件生成SPWM的光伏
并网发电装置	077
1.5  开关电源模块并联供电系统	081
［2011年全国大学生电子设计竞赛
（A题）（本科组）］	081
1.5.1  任务与要求	081
1.5.2  题目分析	082
1.5.3  采用TD1501LADJ作为主控芯片的扩流装置	084
1.6  单向AC-DC转换电路	091
［2013年全国大学生电子设计竞赛
（A题）］	091
1.6.1　任务与要求	091
1.6.2  题目分析	093
1.6.3  方案论证	096
1.6.4  主电路的参数设计	100
1.6.5  系统软件设计分析	101
1.6.6  测试结果及分析	101
1.7　电能收集充电器	102
［2009年全国大学生电子设计竞赛
（E题）（本科组）］	102
1.7.1　任务与要求	102
1.7.2　题目分析	104
1.7.3　采用集成芯片实现DC-DC
转换的电能收集充电器	109
1.7.4　采用反激转换器的电能收集充电器	112
1.8  双向DC-DC转换器	118
［2015年全国大学生电子设计竞赛
（A题）］	118
1.8.1　任务与要求	118
1.8.2  题目分析	120
1.8.3  方案论证	120
1.8.4  电路与程序设计	123
1.8.5  理论分析与计算	125
1.8.6  测试方法与测试结果	126
1.9  直流稳压电源及漏电保护装置	128
［2013年全国大学生电子设计竞赛
（L题）（高职高专组）］	128
1.9.1　任务与要求	128
1.9.2  题目分析	130
1.9.3  方案论证	130
1.9.4  测试方法与测试结果	133
1.10  微电网模拟系统	134
［2017年全国大学生电子设计竞赛
（A题）］	134
1.10.1　任务与要求	134
1.10.2  题目分析	136
1.10.3  系统方案	137
1.10.4  理论分析与计算	138
1.10.5  电路与程序设计	138
1.10.6  测试方案与测试结果	141
附录A  电路部分	142
附录B  代码部分	143
1.11  LED闪光灯电源	144
［2015年全国大学生电子设计竞赛
（H题）（高职高专组）］	144
1.11.1  任务与要求	144
1.11.2  系统方案选择和论证	145
1.11.3  系统的硬件设计与实现	146
1.11.4  系统软件设计	149
1.11.5  系统测试	150
1.12  电动小车动态无线充电系统	151
[2019年全国大学生电子设计竞赛
（A题）(本科组)]	151
1.12.1  任务与要求	151
1.12.2  题目分析	153
1.12.3  实例	154
1.13  三相 AC-DC 转换电路	159
[2021年全国大学生电子设计竞赛
（B题）（本科组）]	159
1.13.1  任务与要求	159
1.13.2  题目分析	161
1.13.3  实例	162
1.14  三端口DC-DC转换器	168
［2021年全国大学生电子设计竞赛
（C题）］	168
1.14.1　任务与要求	168
1.14.2  题目分析	170
1.14.3  实例	172
第2章  放大器设计	179
2.1　手写绘图板	179
［2013年全国大学生电子设计竞赛
（G题）］	179
2.1.1  任务与要求	179
2.1.2  题目分析	181
2.1.3  方案比较与选择	182
2.1.4  系统结构与理论分析及计算
	183
2.1.5  电路与程序设计	184
2.1.6  测试方案与测试结果	186
2.2　高效率音频功率放大器设计	188
［2001年全国大学生电子设计竞赛
（D题）］	188
2.2.1　任务与要求	188
2.2.2　题目分析	189
2.2.3　方案论证	189
2.2.4　主要电路工作原理分析与
计算	192
2.2.5　系统测试及数据分析	198
2.3　简易心电图仪设计	199
［2004年湖北省大学生电子设计竞赛
（B题）］	199
2.3.1　任务与要求	199
2.3.2　简易心电图仪作品解析	201
2.3.3　系统设计	206
2.3.4　系统软件设计	211
2.3.5　测试方法与测试结果	212
2.4  简易照明线路探测仪	213
［2013年全国大学生电子设计竞赛
（K题）（高职高专组）］	213
2.4.1　任务与要求	213
2.4.2  题目分析	214
2.4.3  系统方案	215
2.4.4  理论分析与计算	216
2.4.5  电路与程序设计	217
2.4.6  测试方案与测试结果	218
2.5　低频功率放大器	219
［2009年全国大学生电子设计竞赛
（G题）（高职高专组）］	219
2.5.1　任务与要求	219
2.5.2　题目分析	221
2.5.3　具备参数检测及显示功能的
低频功率放大器	224
2.5.4　基于MOS管的低频功率
放大器	227
2.6　简易电路特性测试仪	230
［2019年全国大学生电子设计竞赛
（D题）］	230
2.6.1  任务与要求	230
2.6.2  题目分析	232
2.6.3  实例	235
2.7  LED线阵显示装置	243
［2019年全国大学生电子设计竞赛
（I题）（高职高专组）］	243
2.7.1  任务与要求	243
2.7.2  题目分析	245
2.7.3  实例	245
2.8  照度稳定可调的LED台灯	251
[2021年全国大学生电子设计竞赛
（K题）（高职高专组）]	251
2.8.1  任务与要求	251
2.8.2  题目分析	252
2.8.3  实例	253
第3章  信号源设计	261
3.1　波形发生器设计	261
［2001年全国大学生电子设计竞赛
（A题）］	261
3.1.1　题目分析	262
3.1.2　方案论证	262
3.1.3　系统设计	270
3.1.4　调试过程	275
3.1.5　指标测试	275
3.1.6　结论	276
3.2　信号发生器	277
［2007年全国大学生电子设计竞赛
（H题）（高职高专组）］	277
3.2.1　题目分析	278
3.2.2　方案论证	278
3.2.3　硬件设计	279
3.2.4　软件设计	281
3.2.5　测试结果	281
第4章  滤波器设计	283
4.1  程控滤波器	283
［2007年全国大学生电子设计竞赛
（D题）（本科组）］	283
4.1.1  任务与要求	283
4.1.2  题目分析	284
4.1.3  方案论证	285
4.1.4  理论分析与计算	286
4.1.5  系统电路设计	289
4.1.6  系统软件设计	291
4.1.7  系统测试	292
4.1.8  结论	293
4.2  可控放大器	293
［2007年全国大学生电子设计竞赛
（I题）（高职高专组）］	293
4.2.1  任务与要求	293
4.2.2  题目分析	294
4.2.3  方案论证	295
4.2.4  硬件设计	296
4.2.5  系统软件设计	298
4.2.6  测试结果	298
4.3  自适应滤波器	299
［2017年全国大学生电子设计竞赛
（E题）］	299
4.3.1  任务与要求	299
4.3.2  题目分析	300
4.3.3  系统方案	301
4.3.4  滤波器的理论分析与计算	301
4.3.5　电路与程序设计	302
参考文献	304

前言
全国大学生电子设计竞赛是由教育部高等教育司、工业和信息化部人事教育司共同主办的，面向全国高等学校本科、专科学生的一项群众性科技活动。其目的在于推动普通高等学校在教学中培养大学生的创新意识、协作精神和理论联系实际的能力，加强学生工程实践能力的训练和培养；鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动，把主要精力吸引到学习和能力培养上来，促进高等学校形成良好的学习风气；同时，也为优秀人才脱颖而出创造条件。
全国大学生电子设计竞赛自1994年至今已成功举办了十几届，深受全国大学生的欢迎和喜爱，参赛学校、参赛队和参赛学生的数量逐年增加。对参赛学生而言，电子设计竞赛和赛前系列培训，使他们获得了电子综合设计能力，巩固了所学知识，培养了他们用所学理论指导实践、团结一致、协同作战的综合素质；通过参加竞赛，参赛学生可以发现学习过程中的不足，找到努力的方向，为毕业后从事专业技术工作打下更好的基础，为将来就业做好准备。对指导老师而言，电子设计竞赛是新、奇、特设计思路的充分展示，更是对各高等学校之间电子技术教学、科研水平的检验，通过参加竞赛，可以找到教学中的不足之处。对各高等学校而言，全国大学生电子设计竞赛现已成为学校评估不可缺少的项目之一，这种全国大赛是提高学校整体教学水平、改进教学的一种好方法。
全国大学生电子设计竞赛只在单数年份举办。然而，近年来，许多地区、省、市在双数年份也单独举办地区性或省内电子设计竞赛，许多学校甚至每年举办多次电子设计竞赛，目的在于通过这类电子设计大赛，让更多的学生受益。
全国大学生电子设计竞赛组委会为组织好这项赛事，于2005年编写了《全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编（2005）》。为落实好立德树人根本任务，引导青年学子努力解决电子信息领域“卡脖子”难题，我们在组委会的支持下，编写了《全国大学生电子设计竞赛培训教程》（共22册），深受参赛学生和指导教师的欢迎与喜爱。
据不完全统计，培训教程出版发行后，已被数百所高校采用，作为全国大学生电子设计竞赛及各类电子设计竞赛培训的主要教材或参考教材。读者纷纷来信、来电表示，这套教程写得很成功、很实用，同时也提出了许多宝贵的意见。因此，从2022年开始，我们对培训教程进行了修订，包括《基本技能训练与综合测评》《模拟电子线路与电源设计》《数字系统与自动控制系统设计》《高频电子线路与通信系统设计》《电子仪器仪表与测量系统设计》。
本书是培训教程的第2分册，是在前几版的基础上修订而成的，删除了一些陈旧的内容，增加了2019年和2021年的竞赛内容。全书共4章，内容包括交直流稳压、稳流电源设计，放大器设计，信号源设计和滤波器设计。全书搜集整理历届关于模拟电子线路与电源设计方面的赛题27道，每道赛题均给出了题目分析、方案论证及比较、理论分析与参数计算、软硬件设计、测试方法、测试结果及分析。
本书由黄春琳、陈文光担任主编，谢喜洋、何佩林担任副主编，高吉祥担任主审，程江华、刘通、程榜、李宇航、齐洪毅、陈朔、廖灵志、唐先明等人参与了部分章节的编写。南华大学王彦教授、湖南科技大学吴新开老师为本书的编写提供了大量优秀作品和论文。北京理工大学罗伟雄教授、武汉大学赵茂泰教授等人为本书编写出谋划策，对本书的修订提出了宝贵意见，在此表示衷心的感谢。
由于时间仓促，书中难免存在疏漏和不足之处，欢迎广大读者和同行批评指正。

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全国大学生电子设计竞赛培训教程第2分册——模拟电子线路与电源设计（第2版）