第四届全国残疾人职业技能竞赛电子装配竞赛标准.docx
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第四届全国残疾人职业技能竞赛电子装配竞赛标准
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)。
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
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- 关 键 词:
- 第四 全国 残疾人 职业技能 竞赛 电子 装配 标准