历年全国电子设计大赛题目(2005-2009)

历年全国电子设计大赛题目(2005-2009) 附件5: 历年全国电子设计大赛题目(2005-2009) 第七届2005年全国大学生电子设计竞赛试题 参赛注意事项 (1)2005年9月7日8:00竞赛正式开始，每支参赛队限定在提供的A、B、C、D、E、F、G题中任选一题;认真填写《登记 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 》各栏目内容，填写好的《登记表》由赛场巡视员暂时保存。 (2)参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件(如学生证)随时备查。 (3)每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。 (4)竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。 (5)2005年9月10日20:00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存。 正弦信号发生器(A题) 一、任务 设计制作一个正弦信号发生器。 二、要求 1、基本要求 (1)正弦波输出频率范围:1kHz,10MHz; (2)具有频率设置功能，频率步进:100Hz; -4(3)输出信号频率稳定度:优于10; (4)输出电压幅度:在负载电阻上的电压峰-峰值V?1V; opp (5)失真度:用示波器观察时无明显失真。 2、发挥部分 在完成基本要求任务的基础上，增加如下功能: (1)增加输出电压幅度:在频率范围内负载电阻上正弦信号输出电压的峰-峰值V=6V?1V; opp (2)产生模拟幅度调制(AM)信号:在1MHz~10MHz范围内调制度m可在10%,100%之间程控调节，a 步进量10%，正弦调制信号频率为1kHz，调制信号自行产生; (3)产生模拟频率调制(FM)信号:在100kHz~10MHz频率范围内产生10kHz最大频偏，且最大频 偏可分为5kHz/10kHz二级程控调节，正弦调制信号频率为1kHz，调制信号自行产生; (4)产生二进制PSK、ASK信号:在100kHz固定频率载波进行二进制键控，二进制基带序列码速 率固定为10kbps，二进制基带序列信号自行产生; (5)其他。 三、评分标准 项目 满分 设计与 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 报告:方案比较，理论分析与计算，电路图及有关50 设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析 基本要求 实际制作完成情况 50 完成第(1)项 发挥部分 12 1 9/18/2011 完成第(2)项 10 完成第(3)项 13 完成第(4)项 10 其他 5 集成运放参数测试仪(B题) 一、任务 设计并制作一台能测试通用型集成运算放大器参数的测试仪，示意图如图1所示。 图1 二、要求 1、基本要求 V(输入失调电压)、I(输入失调电流)、A (交流差模开环电压增益)和K (交流共(1)能测试IOIOVDCMR 模抑制比)四项基本参数，显示器最大显示数为 3999; (2)各项被测参数的测量范围及精度如下(被测运放的工作电压为?15V): V:测量范围为0,40mV(量程为4mV和40mV)，误差绝对值小于3%读数+1个字; IO I:测量范围为0,4μA(量程为0.4μA和4μA)，误差绝对值小于3%读数+1个字; IO A:测量范围为 60dB,120dB，测试误差绝对值小于3dB; VD K:测量范围为 60dB,120dB，测试误差绝对值小于3dB; CMR (3)测试仪中的信号源(自制)用于A、K参数的测量，要求信号源能输出频率为5Hz、输出电压VDCMR 有效值为4 V的正弦波信号，频率与电压值误差绝对值均小于1%; (4)按照本题附录提供的符合GB3442-82的测试原理图(见图2~图4)，再制作一组符合该标准的测 试V、I、A和K参数的测试电路，以此测试电路的测试结果作为测试标准，对制作的运IOIOVDCMR 放参数测试仪进行标定。 2、发挥部分 (1)增加电压模运放BW (单位增益带宽)参数测量功能，要求测量频率范围为 G 100kHz,3.5MHz，测量时间?10秒，频率分辨力为1kHz; 为此设计并制作一个扫频信号源，要求输出频率范围为 40kHz,4MHz，频率误差绝对值 小于1%;输出电压的有效值为2V?0.2 V; (2)增加自动测量(含自动量程转换)功能。该功能启动后，能自动按、、、和的顺VIAKBWIOIOVDCMRG 序测量、显示并打印以上5个参数测量结果; (3)其他。 三、评分标准 项目 满分 设计与总结报告:方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电路50 图及有关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析。 基本要求 实际制作完成情况 50 2 9/18/2011 完成第(1)项 30 发挥部分 完成第(2)项 15 其他 5 四、说明 1、为了制作方便，被测运放的型号选定为8引脚双列直插的电压模运放F741 (LM741、μA741、 F007等)通用型运算放大器; 2、为了测试方便，自制的信号源应预留测量端子; 3、测试时用到的打印机自带。 附录: V、I、A和K参数的测试原理图分别如图2、图3和图4所示。图3和参照GB3442-82标准，IOIOVDCMR 图4中的信号源可采用现成的信号源。为了保证测试精度，外接测试仪表(信号源和数字电压表)的精度应比自制的运放参数测试仪的精度高一个数量级。 (1) V、I电参数测试原理图 IOIO 图2 ?在、闭合时，测得辅助运放的输出电压记为KKV，则有: 12L0 ?在、闭合时，测得辅助运放的输出电压记为;在、断开时，测得辅助运放的输KKVKK12L0 12 出电压记为V，则有: L1 (2)A电参数的测试原理与测试原理图 VD 图3 设信号源输出电压为V，测得辅助运放输出电压为V，则有 SL0 (3)K电参数的测试原理与测试原理图 CMR 图4 设信号源输出电压为V，测得辅助运放输出电压为V，则有 SL0 附录说明 1、测试采用了辅助放大器测试方法。要求辅助运放的开环增益大于60dB，输入失调电压和失调电流值小; 2、为了保证测试精度，要求对R、R、R的阻值准确测量，R、R的阻值尽可能一致;I与R的乘if12IO积远大于V;I与R// R的乘积应远小于V。测试电路中的电阻值建议取:R=100Ω、R,IOIOi fIOi f 、R= R、R=10 kΩ、R=1MΩ; 12L 3、建议图3、4中使用的信号源输出为正弦波信号，频率为5Hz、输出电压有效值为4 V。 简易频谱分析仪(C题) 一、任务 采用外差原理设计并实现频谱分析仪，其参考原理框图如下图所示。 二、要求 3 9/18/2011 1、基本要求 (1)频率测量范围为10MHz~30MHz; (2)频率分辨力为10kHz，输入信号电压有效值为20mV?5mV，输入阻抗为50Ω; (3)可设置中心频率和扫频宽度; (4)借助示波器显示被测信号的频谱图，并在示波器上标出间隔为1MHz的频标。 2、发挥部分 (1) 频率测量范围扩展至1MHz~30MHz; (2) 具有识别调幅、调频和等幅波信号及测定其中心频率的功能，采用信号发生器输出的调幅、 调频和等幅波信号作为外差式频谱分析仪的输入信号，载波可选择在频率测量范围内的任意 m=30%，调制信号频率为20kHz;调频波频偏为20kHz，调制信号频频率值，调幅波调制度a 率为1kHz; (3) 其他。 三、评分标准 项目 满分 设计与总结报告:方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电路50 图及有关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析。 基本要求 实际制作完成情况 50 完成第(1)项 20 发挥部分 完成第(2)项 20 其他 10 四、说明 1、原理框图中虚线框内的“信号处理电路”和“显示电路”两模块适用于发挥部分(2)，可以采用 模拟或数字方式实现; 2、制作与测试过程中，该频谱分析仪对电压值的标定采用对比法，即首先输入幅度为已知的正弦信 号(如:电压有效值为20mV，频率为10MHz的正弦信号)，以其在原理框图中示波器纵轴显示的 高度确定该频谱分析仪的电压标尺。 单工无线呼叫系统(D题) 一、任务 设计并制作一个单工无线呼叫系统，实现主站至从站间的单工语音及数据传输业务。 二、要求 1、基本要求 (1)设计并制作一个主站，传送一路语音信号，其发射频率在30MHz~40MHz之间自行选择，发射 峰值功率不大于假负载电阻上测定)，射频信号带宽及调制方式自定，主站传送 信号的输入采用话筒和线路输入两种方式; (2)设计并制作一个从站，其接收频率与主站相对应，从站必须采用电池组供电，用耳机收听语 音信号; (3)当传送信号为300Hz~3400Hz的正弦波时，去掉收、发天线，用一个功率衰减20dB左右的衰 减器连接主、从站天线端子，通过示波器观察从站耳机两端的接收波形，波形应无明显失真; 4 9/18/2011 (4)主、从站室内通信距离不小于5米，题目中的通信距离是指主、从站两设备(含天线)间的最 近距离; (5)主、从站收发天线采用拉杆天线或导线，长度小于等于1米。 2、发挥部分 (1)从站数量扩展至8个(实际制作1个从站)，构成一点对多点的单工无线呼叫系统。要求从站 号码可任意改变，主站具有拨号选呼和群呼功能; (2)增加英文短信的数据传输业务，实现主站英文短信的输入发送和从站英文短信的接收显示功 能; (3)当发射峰值功率不大于20mW时，尽可能地加大主、从站间的通信距离。 (4)其他。 三、评分标准 项目 满分 设计与总结报告:方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电路图50 及有关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析。 基本要求 实际制作完成情况 50 完成第(1)项 15 完成第(2)项 15 发挥部分 完成第(3)项 15 其他 5 四、说明 1、主站需留出末级功率放大器发射功率的测量端，用于接入假负载电阻，以测试发射功率; 2、为测试方便，作品中使用的衰减器(可以自制)，应与作品一起封装上交。 悬挂运动控制系统(E题) 一、任务 设计一电机控制系统，控制物体在倾斜(仰角?100度)的板上运动。 在一白色底板上固定两个滑轮，两只电机(固定在板上)通过穿过滑轮的吊绳控制一物体在板上运动，运动范围为80cm×100cm。物体的形状不限，质量大于100克。物体上固定有浅色画笔，以便运动时能在板上画出运动轨迹。板上标有间距为1cm的浅色坐标线(不同于画笔颜色)，左下角为直角坐标原点,示意图如下。 二、要求 1、基本要求: (1)控制系统能够通过键盘或其他方式任意设定坐标点参数; (2)控制物体在80cm×100cm的范围内作自行设定的运动，运动轨迹长度不小于100cm，物体在运 动时能够在板上画出运动轨迹，限300秒内完成; (3)控制物体作圆心可任意设定、直径为50cm的圆周运动，限300秒内完成; (4)物体从左下角坐标原点出发，在150秒内到达设定的一个坐标点(两点间直线距离不小于40cm)。 2、发挥部分 (1)能够显示物体中画笔所在位置的坐标; (2)控制物体沿板上标出的任意曲线运动(见示意图)，曲线在测试时现场标出，线宽1.5cm,1.8cm， 5 9/18/2011 总长度约50cm，颜色为黑色;曲线的前一部分是连续的，长约30cm;后一部分是两段总长约 20cm的间断线段，间断距离不大于1cm;沿连续曲线运动限定在200秒内完成，沿间断曲线运 动限定在300秒内完成; (3)其他。 三、评分标准 项目 满分 设计与总结报告:方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电 路图及有关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分50 基本要求 析。 实际制作完成情况 50 完成第(1)项 10 完成第(2)项中连续线段运动 14 发挥部分 完成第(2)项中断续线段运动 16 其他 10 四、说明 1、物体的运动轨迹以画笔画出的痕迹为准，应尽量使物体运动轨迹与预期轨迹吻合，同时尽量缩短 运动时间; 2、若在某项测试中运动超过限定的时间，该项目不得分; 3、运动轨迹与预期轨迹之间的偏差超过4cm时，该项目不得分; 4、在基本要求(3)、(4)和发挥部分(2)中，物体开始运动前，允许手动将物体定位;开始运动后，不 能再人为干预物体运动; 5、竞赛结束时，控制系统封存上交赛区组委会，测试用板(板上含空白坐标纸) 测试时自带。 数控直流电流源(F题) 一、任务 设计并制作数控直流电流源。输入交流200,240V，50Hz;输出直流电压?10V。其原理示意图如下所示。 二、要求 1、基本要求 (1)输出电流范围:200mA,2000mA; (2)可设置并显示输出电流给定值，要求输出电流与给定值偏差的绝对值?给定值的 1,+10 mA; (3)具有“+”、“-”步进调整功能，步进?10mA; (4)改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值?输出电流值的1, +10 mA; (5)纹波电流?2mA; (6)自制电源。 2、发挥部分 (1)输出电流范围为20mA,2000mA，步进1mA; 6 9/18/2011 (2)设计、制作测量并显示输出电流的装置 (可同时或交替显示电流的给定值和实测值)，测量误 差的绝对值?测量值的0.1,+3个字; (3)改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值?输出电流值的0.1, +1 mA; (4)纹波电流?0.2mA; (5)其他。 三、评分标准 项目 满分 设计与总结报告:方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电 路图及有关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分50 基本要求 析。 实际完成情况 50 完成第(1)项 4 完成第(2)项 20 发挥部分 完成第(3)项 16 完成第(4)项 5 其他 5 四、说明 1、需留出输出电流和电压测量端子; 2、输出电流可用高精度电流表测量;如果没有高精度电流表，可在采样电阻上测量电压换算成电 流; 3、纹波电流的测量可用低频毫伏表测量输出纹波电压，换算成纹波电流。 三相正弦波变频电源(G题) 一、任务 设计并制作一个三相正弦波变频电源，输出线电压有效值为36V，最大负载电流有效值为3A，负载为三相对称阻性负载(Y接法)。变频电源框图如下图所示。 二、要求 1、基本要求 (1)输出频率范围为20Hz,100Hz的三相对称交流电，各相电压有效值之差小于0.5V; (2)输出电压波形应尽量接近正弦波，用示波器观察无明显失真; (3)当输入电压为198V,242V，负载电流有效值为0.5,3A时，输出线电压有效值应保持在36V， 误差的绝对值小于5%; (4)具有过流保护(输出电流有效值达3.6A时动作)、负载缺相保护及负载不对称保护(三相电流中 任意两相电流之差大于0.5A时动作)功能，保护时自动切断输入交流电源。 2、发挥部分 7 9/18/2011 (1)当输入电压为198V,242V，负载电流有效值为0.5,3A时，输出线电压有效值应保持在36V， 误差的绝对值小于1%; (2)设计制作具有测量、显示该变频电源输出电压、电流、频率和功率的电路，测量误差的绝对值 小于5%; (3)变频电源输出频率在50Hz以上时，输出相电压的失真度小于5%; (4)其他。 三、评分标准 项目 满分 设计与总结报告:方案比较、设计与论证，理论分析 与计算，电路图及有关设计文件，测试方法与仪器，50 基本要求 测试数据及测试结果分析 实际完成情况 50 完成第(1)项 10 完成第(2)项 24 发挥部分 完成第(3)项 11 其它 5 四、说明 1、在调试过程中，要注意安全; 2、不能使用产生SPWM(正弦波脉宽调制)波形的专用芯片; 3、必要时，可以在隔离变压器前使用自耦变压器调整输入电压，可用三相电阻箱模拟负载; 4、测量失真度时，应注意输入信号的衰减以及与失真度仪的隔离等问题; 5、输出功率可通过电流、电压的测量值计算。 第八届2007年全国大学生电子设计竞赛试题 参赛注意事项 (1)2007年9月3日8:00竞赛正式开始。本科组参赛队只能A、B、C、D、E、F题目中任选一题;高 职高专组参赛队原则上在G、H、I、J题中任选一题，也可以选择其他题目。 (2)参赛队认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。 (3)参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证 件(如学生证)随时备查。 (4)每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。 (5)竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得 以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。 (6)2007年9月6日20:00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存。 音频信号分析仪(A题) 8 9/18/2011 【本科组】 一、任务 设计、制作一个可分析音频信号频率成分，并可测量正弦信号失真度的仪器。 二、要求 1(基本要求 (1)输入阻抗:50Ω (2)输入信号电压范围(峰-峰值):100mV,5V (3)输入信号包含的频率成分范围:200Hz,10kHz (4)频率分辨力:100Hz(可正确测量被测信号中，频差不小于100Hz的频率分量的功率值。) (5)检测输入信号的总功率和各频率分量的频率和功率，检测出的各频率分量的功率之和不小于 总功率值的95%;各频率分量功率测量的相对误差的绝对值小于10%，总功率测量的相对误差 的绝对值小于5%。 (6)分析时间:5秒。应以5秒周期刷新分析数据，信号各频率分量应按功率大小依次存储并可 回放显示，同时实时显示信号总功率和至少前两个频率分量的频率值和功率值，并设暂停键 保持显示的数据。 2(发挥部分 (1)扩大输入信号动态范围，提高灵敏度。 (2)输入信号包含的频率成分范围:20Hz,10kHz。 (3)增加频率分辨力20Hz档。 (4)判断输入信号的周期性，并测量其周期。 (5)测量被测正弦信号的失真度。 (6)其他。 三、说明 1(电源可用成品，必须自备，亦可自制。 2(设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完整 的电路原理图、重要的源程序、和完整的测试结果用附件给出。 四、评分标准 项目 主要内容 分数 系统方案 比较与选择 5 方案描述 设计 理论分析与计算 放大器设计 报告 功率谱测量方法 15 周期性判断方法 电路与程序设计 电路设计 10 程序设计 9 9/18/2011 测试方案与测试结测试方案及测试条 果 件 12 测试结果完整性 测试结果分析 设计报告结构及规摘要 范性 设计报告正文的结8 构 图表的规范性 总分 5 0 基本 5实际制作完成情况 要求 0 完成第(1)项 1 0 完成第(2)项 1 0 完成第(3)项 1 0 发挥 部分 完成第(4)项 1 0 完成第(5)项 5 其他 5 总分 5 0 无线识别装置(B题) 【本科组】 一、任务 设计制作一套无线识别装置。该装置由阅读器、应答器和耦合线圈组成，其方框图参见图1。阅读器能识别应答器的有无、编码和存储信息。 图1 无线识别装置方框图 装置中阅读器、应答器均具有无线传输功能，频率和调制方式自由选定。不得使用现有射频识别卡或用于识别的专用芯片。装置中的耦合线圈为圆形空芯线圈，用直径不大于1mm的漆包线或有绝缘外皮的导线密绕10圈制成。线圈直径为6.6?0.5 cm(可用直径6.6 cm左右的易拉罐作为骨架，绕好取下， D。 用绝缘胶带固定即可)。线圈间的介质为空气。两个耦合线圈最接近部分的间距定义为 阅读器、应答器不得使用其他耦合方式。 二、要求 10 9/18/2011 1(基本要求 (1)应答器采用两节1.5V干电池供电，阅读器用外接单电源供电。阅读器采用发光二极管显示 D尽可能大的情况下，识别应答器的有无。识别正确率?80%，识别时间?5识别结果，能在 秒，耦合线圈间距D?5cm。 (2)应答器增加编码预置功能，可以用开关预置四位二进制编码。阅读器能正确识别并显示应答 器的预置编码。显示正确率?80%，响应时间?5秒，耦合线圈间距?5cm。 D 2(发挥部分 (1)应答器所需电源能量全部从耦合线圈获得(通过对耦合到的信号进行整流滤波得到能量)， 不允许使用电池及内部含有电池的集成电路。阅读器能正确读出并显示应答器上预置的四位 二进制编码。显示正确率?80%，响应时间?5秒，耦合线圈间距D?5cm。 (2)阅读器采用单电源供电，在识别状态时，电源供给功率?2W。在显示编码正确率?80%、响 应时间?5秒的条件下，尽可能增加耦合线圈间距。 D (3)应答器增加信息存储功能，其存储容量大于等于两个四位二进制数。装置断电后，应答器存 储的信息不丢失。无线识别装置具有在阅读器端写入、读出应答器存储信息的功能。 (4)其他。 三、说明 设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完整的电 路原理图、重要的源程序用附件给出。 四、评分标准 项目 主要内容 满分 无线识别装置总体系统方案 6 方案设计 耦合线圈的匹配理 论 阅读器发射电路分理论分析与计算 9 析 阅读器接收电路分设计报告 析 阅读器电路设计计 算 应答器电路设计计 电路与程序设计 算 19 总体电路图 识别装置工作流程 图 11 9/18/2011 调试方法与仪器 测试方案与测试结测试数据完整性 8 果 测试结果分析 摘要 设计报告结构及规设计报告正文的结8 范性 构 图表的规范性 5 总分 0 基本5实际制作完成情况 要求 0 2完成第(1)项 1 2完成第(2)项 0 发挥 部分 完成第(3)项 5 其他 4 5总分 0 数字示波器(C题) 【本科组】 一、任务 设计并制作一台具有实时采样方式和等效采样方式的数字示波器，示意图如图1所示。 图1 数字示波器示意图 二、要求 1(基本要求 (1)被测周期信号的频率范围为10Hz,10MHz，仪器输入阻抗为，显示屏的刻度为8 div×10div，垂直分辨率为8bits，水平显示分辨率?20点/ div。 (2)垂直灵敏度要求含1V/div、0.1V/div两档。电压测量误差?5%。 (3)实时采样速率?1MSa/s，等效采样速率?200MSa/s;扫描速度要求含20ms/div、2μs /div、 100 ns/div三档，波形周期测量误差?5%。 (4)仪器的触发电路采用内触发方式，要求上升沿触发，触发电平可调。 (5)被测信号的显示波形应无明显失真。 2(发挥部分 (1)提高仪器垂直灵敏度，要求增加2mV/div档，其电压测量误差?5%，输入短路时的输出噪声 峰-峰值小于2mV。 12 9/18/2011 (2)增加存储/调出功能，即按动一次“存储”键，仪器即可存储当前波形，并能在需要时调出 存储的波形予以显示。 (3)增加单次触发功能，即按动一次“单次触发”键，仪器能对满足触发条件的信号进行一次采 集与存储(被测信号的频率范围限定为10Hz,50kHz)。 (4)能提供频率为100kHz的方波校准信号，要求幅度值为0.3V?5%(负载电阻时)，频 率误差?5%。 (5)其他。 三、说明 1(A/D转换器最高采样速率限定为1MSa/s，并要求设计独立的取样保持电路。为了方便检测，要求 在A/D转换器和取样保持电路之间设置测试端子TP。 2(显示部分可采用通用示波器，也可采用液晶显示器。 3(等效采样的概念可参考蒋焕文等编著的《电子测量》一书中取样示波器的内容，或陈尚松等编著 的《电子测量与仪器》等相关资料。 4(设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完整的 电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果可用附件给出。 四、评分标准 项目 应包括的主要内容 分数 系统方案 比较与选择 6 方案描述 理论分析与计算 等效采样分析 12 垂直灵敏度 扫描速度 电路与程序设计 电路设计 12 设计 程序设计 报告 测试方案与测试结测试方案及测试条12 果 件 测试结果完整性 测试结果分析 设计报告结构及规摘要 8 范性 设计报告正文的结 构 图表的规范性 总分 5 0 基本 5实际制作完成情况 要求 0 13 9/18/2011 完成第(1)项 2 2 完成第(2)项 7 完成第(3)项 7 发挥 部分 完成第(4)项 6 其他 8 总分 5 0 程控滤波器(D题) 【本科组】 一、任务 设计并制作程控滤波器，其组成如图1所示。放大器增益可设置;低通或高通滤波器通带、截止频率等参数可设置。 图1程控滤波器组成框图 二、要求 1. 基本要求 (1)放大器输入正弦信号电压振幅为10mV，电压增益为40dB，增益10dB步进可调，通频带为 100Hz,40kHz，放大器输出电压无明显失真。 f在1kHz,20kHz范围内可调，调节的频率(2)滤波器可设置为低通滤波器，其-3dB截止频率c 步进为1kHz，2f处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB, R。 cL (3)滤波器可设置为高通滤波器，其-3dB截止频率f在1kHz,20kHz范围内可调，调节的频率c 步进为1kHz，0.5f处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB, R。 cL (4)电压增益与截止频率的误差均不大于10%。 (5)有设置参数显示功能。 2. 发挥部分 (1)放大器电压增益为60dB，输入信号电压振幅为10mV;增益10dB步进可调，电压增益误差不 大于5%。 (2)制作一个四阶椭圆型低通滤波器，带内起伏?1dB，-3dB通带为50kHz，要求放大器与低通 滤波器在200kHz处的总电压增益小于5dB，-3dB通带误差不大于5%。 (3)制作一个简易幅频特性测试仪，其扫频输出信号的频率变化范围是100Hz,200kHz，频率步 进10kHz。 (4)其他。 三、说明 设计报告正文应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图和主要的测试结果。完整的电路 14 9/18/2011 原理图、重要的源程序和完整的测试结果可用附件给出。 四、评分标准 项目 满分 系统方案 15 理论分析与计算 15 电路与程序设计 5 设计 报告 测试方案与测试结果 10 设计报告结构及规范性 5 总分 50 基本 实际制作完成情况 50 要求 完成第(1)项 14 完成第(2)项 16 发挥 完成第(3)项 15 部分 其他 5 总分 50 开关稳压电源(E题) 【本科组】 一、任务 设计并制作如图1所示的开关稳压电源。 图1电源框图 二、要求 在电阻负载条件下，使电源满足下述要求: 1(基本要求 U可调范围:30V,36V; (1) 输出电压O (2) 最大输出电流I:2A; Omax (3) U从15V变到21V时，电压调整率S?2%(I=2A); 2UO (4) 从0变到2A时，负载调整率?5%(=18V); ISUOI2 (5) 输出噪声纹波电压峰-峰值U?1V(U=18V,U=36V,I=2A); OPP2OO (6) DC-DC变换器的效率?70%(U=18V,U=36V,I=2A); 2OO (7) 具有过流保护功能，动作电流I=2.5?0.2A; O(th) 2(发挥部分 (1) 进一步提高电压调整率，使S?0.2%(I=2A); UO (2) 进一步提高负载调整率，使S?0.5%(U=18V); I2 (3) 进一步提高效率，使?85%(U=18V,U=36V,I=2A); 2OO 15 9/18/2011 (4) 排除过流故障后，电源能自动恢复为正常状态; (5) 能对输出电压进行键盘设定和步进调整，步进值1V，同时具有输出电压、电流的测量和数字显示功能。 (6) 其他。 三、说明 (1) DC-DC变换器不允许使用成品模块，但可使用开关电源控制芯片。 U可通过交流调压器改变U来调整。DC-DC变换器(含控制电路)只能由U端口供电，不(2) 21IN得另加辅助电源。 (3) 本题中的输出噪声纹波电压是指输出电压中的所有非直流成分，要求用带宽不小于20MHz模拟示波器(AC耦合、扫描速度20ms/div)测量U。 OPP (4) 本题中电压调整率S U (5) U在指定范围内变化时，输出电压U的变化率;负载调整率S 2OI (6) 在指定范围内变化时，输出电压的变化率;DC-DC变换器效率=/，其中,IUP PPOOOINOUI，P,UI。 OOINININ (7) 电源在最大输出功率下应能连续安全工作足够长的时间(测试期间，不能出现过热等故障)。 (8) 制作时应考虑方便测试，合理设置测试点(参考图1)。 (9) 设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果用附件给出。 四、评分标准 应包括的主要内容或 项目 满分 考核要点 DC-DC主回路拓扑; 控制方法及实现方方案论证 8 案;提高效率的方法 及实现方案 主回路器件的选择及 参数计算;控制电路 电路设计 设计与参数计算;效 设计 与参数计算 率的分析及计算;保20 护电路设计与参数计报告 算;数字设定及显示 电路的设计 测试方法;测试仪器; 测试数据 测试方法与数据 (着重考查方法和仪10 器选择的正确性以及 数据是否全面、准确) 16 9/18/2011 与设计指标进行比 较，分析产生偏差的测试结果分析 5 原因，并提出改进方 法 重点考查完整性、规电路图及设计文件 7 范性 总分 50 实际制作完成情况 50 基本要求 完成第(1)项 10 完成第(2)项 10 完成第(3)项 15 发挥 完成第(4)项 4 部分 完成第(5)项 6 其他 5 总分 50 电动车跷跷板(F题) 【本科组】 一、任务 设计并制作一个电动车跷跷板，在跷跷板起始端A一侧装有可移动的配重。配重的位置可以在从始端开始的200mm,600mm范围内调整，调整步长不大于50mm;配重可拆卸。电动车从起始端A出发，可以自动在跷跷板上行驶。电动车跷跷板起始状态和平衡状态示意图分别如图1和图2所示。 二、要求 1.基本要求 在不加配重的情况下，电动车完成以下运动: (1)电动车从起始端A出发，在30秒钟内行驶到中心点C附近; (2)60秒钟之内，电动车在中心点C附近使跷跷板处于平衡状态，保持平衡5秒钟，并给出明显 的平衡指示; (3)电动车从(2)中的平衡点出发，30秒钟内行驶到跷跷板末端B处(车头距跷跷板末端B不大 于50mm); (4)电动车在B点停止5秒后，1分钟内倒退回起始端A，完成整个行程; (5)在整个行驶过程中，电动车始终在跷跷板上，并分阶段实时显示电动车行驶所用的时间。 2.发挥部分 将配重固定在可调整范围内任一指定位置，电动车完成以下运动: (1)将电动车放置在地面距离跷跷板起始端A点 300mm以外、90?扇形区域内某一指定位置(车 头朝向跷跷板)，电动车能够自动驶上跷跷板，如图3所示: (2)电动车在跷跷板上取得平衡，给出明显的平衡指示，保持平衡5秒钟以上; (3)将另一块质量为电动车质量10,,20,的块状配重放置在A至C间指定的位置，电动车能够 重新取得平衡，给出明显的平衡指示，保持平衡5秒钟以上; 17 9/18/2011 (4)电动车在3分钟之内完成(1),(3)全过程。 (5)其他。 三、说明 (1)跷跷板长1600mm、宽300mm，为便于携带也可将跷跷板制成折叠形式。 (2)跷跷板中心固定在直径不大于50mm的半圆轴上，轴两端支撑在支架上，并保证与支架圆滑接 触，能灵活转动。 (3)测试中，使用参赛队自制的跷跷板装置。 (4)允许在跷跷板和地面上采取引导措施，但不得影响跷跷板面和地面平整。 (5)电动车(含加在车体上的其它装置)外形尺寸规定为:长?300mm，宽?200mm。 -d?不大于40mm。 (6)平衡的定义为A、B两端与地面的距离差d=?dAB (7)整个行程约为1600mm减去车长。 (8)测试过程中不允许人为控制电动车运动。 (9)基本要求(2)不能完成时，可以跳过，但不能得分;发挥部分(1)不能完成时，可以直接 从(2)项开始，但是(1)项不得分。 四、评分标准 项目 主要内容 分数 实现方法 方案论证 系统方案 12 系统设计 结构框图 测量与控制方法 理论分析与计算 13 理论计算 检测与驱动电路设设计 计 报告 电路与程序设计 总体电路图 12 软件设计与工作流 程图 创新发挥 结果分析 8 结果分析 摘要 设计报告结构 设计报告结构 5 及规范性 图表的规范性 总分 50 基本 实际制作完成情况 50 要求 完成第(1)项 10 发挥 18 9/18/2011 完成第(2)项 15 部分 完成第(3)项 10 完成第(4)项 5 其他 10 总分 50 积分式直流数字电压表(G题) 【高职高专组】 一、任务 在不采用专用A/D转换器芯片的前提下，设计并制作积分型直流数字电压表。 二、要求 1(基本要求 (1)测量范围:10mV,2V (2)量程:200mV，2V (3)显示范围:十进制数0,1999 (4)测量分辨率:1mV(2V档) (5)测量误差:??0.5,?5个字 (6)采样速率:? 2次/秒 (7)输入电阻: (8)具有抑制工频干扰功能 2(发挥部分 (1)测量范围:1mV,2V (2)量程:200mV，2V (3)显示范围:十进制数0,19999 (4)测量分辨率:0.1mV(2V档) (5)测量误差:??0.05,?5个字 (6)具有自动校零功能 (7)具有自动量程转换功能 (8)其他 三、说明 在电路中应有可测得积分波形的测试点。 四、评分标准 项目 满分 系统方案 4 理论分析与计算 3 设计 报告 电路与程序设计 4 测试方案与测试结果 5 19 9/18/2011 设计报告结构及规范性 4 总分 20 基本要求 实际制作完成情况 50 完成第(1)项 4 完成第(3)项 3 完成第(4)项 2 完成第(5)项 20 发挥 部分 完成第(6)项 8 完成第(7)项 8 其他 5 总分 50 信号发生器(H题) 【高职高专组】 一、任务 设计并制作一台信号发生器，使之能产生正弦波、方波和三角波信号，其系统框图如图1所示。 图1 信号发生器系统框图 二、要求 1(基本要求 (1)信号发生器能产生正弦波、方波和三角波三种周期性波形; -3; (2)输出信号频率在100Hz,100kHz范围内可调, 输出信号频率稳定度优于10 (3)在负载条件下，输出正弦波信号的电压峰-峰值V在0,5V范围内可调; opp (4)输出信号波形无明显失真; (5)自制稳压电源。 2(发挥部分 (1)将输出信号频率范围扩展为10Hz,1MHz，输出信号频率可分段调节:在10Hz,1kHz范围内 步进间隔为10Hz;在1kHz,1MHz范围内步进间隔为1kHz。输出信号频率值可通过键盘进行 设置; (2)在负载条件下，输出正弦波信号的电压峰-峰值V在0,5V范围内可调，调节步进间隔opp 为0.1V，输出信号的电压值可通过键盘进行设置; (3)可实时显示输出信号的类型、幅度、频率和频率步进值; (4)其他。 三、说明 设计报告正文应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图和主要的测试结果。完整的电 20 9/18/2011 路原理图、重要的源程序和完整的测试结果可用附件给出。 四、评分标准 项目 满分 系统方案 4 理论分析与计算 2 电路与程序设计 6 设计 报告 测试方案与测试结果 4 设计报告结构及规范性 4 总分 20 基本 实际制作完成情况 50 要求 完成第(1)项 23 完成第(2)项 13 发挥 完成第(3)项 9 部分 其他 5 总分 50 可控放大器(I题) 【高职高专组】 一、任务 设计并制作一个可控放大器，其组成框图如图1所示。放大器的增益可设置;低通滤波器、高 通滤波器、带通滤波器的通带、截止频率等参数可设置。 图1可控放大器组成框图 二、要求 1(基本要求 (1)放大器输入正弦信号电压振幅为10mV，电压增益为40dB，通频带为100Hz,40kHz，放大器 输出电压无明显失真。 f在1kHz,20kHz范围内可调，调节的频率(2)滤波器可设置为低通滤波器，其-3dB截止频率c 步进为1kHz，2f处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB,R。 cL (3)滤波器可设置为高通滤波器，其-3dB截止频率在1kHz,20kHz范围内可调，调节的频率fc 步进为1kHz，0.5f处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB,R。 cL (4)截止频率的误差不大于10%。 (5)有设置参数显示功能。 2、发挥部分 (1)放大器电压增益为60dB，输入正弦信号电压振幅为10mV，增益10dB步进可调，通频带为 100Hz,100kHz。 21 9/18/2011 (2)制作一个带通滤波器，中心频率50kHz，通频带10kHz，在40kHz和60kHz频率处，要求放 大器与带通滤波器的总电压增益不大于45dB。 (3)上述带通滤波器中心频率可设置，设置范围40kHz,60kHz，步进为2kHz。 (4)电压增益、截止频率误差均不大于5%。 (5)其他。 三、说明 1. 正弦输入信号由信号源提供。 2. 放大器输出端应留测试端子。 3.设计报告正文应包括系统总体框图、核心电路原理图和主要的测试结果。完整的电路原理图、重 要的源程序和完整的测试结果可用附件给出。 四、评分标准 项目 满分 系统方案 4 理论分析与计算 3 电路设计 4 设计 报告 测试方案与测试结果 5 设计报告结构及规范性 4 总分 20 基本 实际制作完成情况 50 要求 完成第(1)项 15 完成第(2)项 14 完成第(3)项 10 发挥 部分 完成第(4)项 6 其他 5 总分 50 电动车跷跷板(J题) 【高职高专组】 一、任务 设计并制作一个电动车跷跷板，要求跷跷板起始端一侧装有可移动的配重物体，配重物体位置可调范围不小于400mm。电动车从起始端出发，按要求自动在跷跷板上行驶。电动车跷跷板起始状态和平衡状态示意图分别如图1和图2所示。 图1起始状态示意图 图2平衡状态示意图 22 9/18/2011 二、要求 1(基本要求 (1)先将跷跷板固定为水平状态，电动车从起始端A位置出发，行驶跷跷板的全程(全程的含义: 电动车从起始端A出发至车头到达跷跷板顶端B位置)。停止5秒后，电动车再从跷跷板的 B端倒退回至跷跷板的起始端A，电动车能分别显示前进和倒退所用的时间。前进行驶在1 分钟内、倒退行驶在1.5分钟内完成。 (2)跷跷板处在图1所示的状态下(配重物体位置不限制)，电动车从起始端A出发，行驶跷跷板 的全程。停止5秒后，电动车再从跷跷板的B端倒退回至跷跷板的起始端A，电动车能分别 显示前进和倒退所用的时间。前进行驶在1.5分钟内、倒退行驶在2分钟内完成。 2(发挥部分 (1)由参赛队员将配重物体设定在可移动范围中的某位置，电动车从起始端A出发，当跷跷板达 到平衡时，保持时间不小于5秒，同时发出声光提示，电动车显示所用的时间。全过程要求 在2分钟内完成。 (2)在可移动范围内任意设定配重物体的位置(由测试人员指定)，电动车从起始端A出发，当 跷跷板达到平衡时，保持时间不小于5秒，同时发出声光提示，电动车显示所用的时间。全 过程要求在2分钟内完成。 (3)其他。 三、说明 1.跷跷板长1600mm、宽300mm。为便于携带也可将跷跷板制成折叠形式。 2.跷跷板中心固定在直径不大于40mm的圆轴上，圆轴两端支撑在两个支架上，与支架圆滑接触。 跷跷板在图2所示的平衡状态下，跷跷板底距地面或桌面的距离为70mm。 3.允许在跷跷板面上画有寻迹线。 4.电动车(含车体上的其它装置)的外形尺寸规定:长?300mm，宽?200mm。测试过程中电动车 外形尺寸不允许变动。 5.电动车不允许采用有线或无线遥控，电动车自身应具备转弯功能。 6.电动车行驶距离的测量以车尾为基准。 7.平衡状态的含义是:当跷跷板出现上下摆动，且B端底部与水平状态的偏移量范围内 时，可视为进入平衡状态。 四、评分标准 项目 满分 方案比较 3 设计与论证 4 设计 报告 系统组成、原理和电路图 6 测试数据与结果分析 4 23 9/18/2011 设计报告的结构和规范性 3 总分 20 基本要求 实际制作完成情况 50 完成第(1)项 24 完成第(2)项 18 其他 8 发挥 部分 总分 50 2009年全国大学生电子设计竞赛试题 参赛注意事项 (1)2009年9月2日8:00竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题; 高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。 (2)参赛队认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。 (3)参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份 的有效证件(如学生证)随时备查。 (4)每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。 (5)参赛队必须在学校指定的竞赛场地内进行独立设计和制作，不得以任何方式与他人交流， 包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。 (6)2009年9月5日20:00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存。 光伏并网发电模拟装置(A题) 【本科组】 一、任务 U和电阻R模设计并制作一个光伏并网发电模拟装置，其结构框图如图1所示。用直流稳压电源SS拟光伏电池，=60V，=30Ω~36Ω;为模拟电网电压的正弦参考信号，其峰峰值为2V，频率为URufSSREFREF45Hz~55Hz;T为工频隔离变压器，变比为n:n=2:1、n:n=1:10，将u作为输出电流的反馈信号;负载2131F 电阻R=30Ω~36Ω。 L 图1 并网发电模拟装置框图 二、要求 1(基本要求 (1)具有最大功率点跟踪(M ppt 关于艾滋病ppt课件精益管理ppt下载地图下载ppt可编辑假如ppt教学课件下载triz基础知识ppt )功能:R和R在给定范围内变化时，使，相对偏差的绝对值不SL 大于1%。 (2)具有频率跟踪功能:当f在给定范围内变化时，使u的频率f=f，相对偏差绝对值不大REFFFREF 于1%。 24 9/18/2011 R=R=30Ω时，DC-AC变换器的效率?60%。 (3)当SL (4)当R=R=30Ω时，输出电压u的失真度THD?5%。 SLo (5)具有输入欠压保护功能，动作电压U=(25?0.5)V。 d(th) (6)具有输出过流保护功能，动作电流I=(1.5?0.2)A。 o(th) 2(发挥部分 (1)提高DC-AC变换器的效率，使?80%(R=R=30Ω时)。 SL (2)降低输出电压失真度，使?1%(==30Ω时)。 THDRRSL (3)实现相位跟踪功能:当f在给定范围内变化以及加非阻性负载时，均能保证u与u同相，REFFREF 相位偏差的绝对值?5?。 (4)过流、欠压故障排除后，装置能自动恢复为正常状态。 (5)其他。 三、说明 1(本题中所有交流量除特别说明外均为有效值。 2(U采用实验室可调直流稳压电源，不需自制。 S 3(控制电路允许另加辅助电源，但应尽量减少路数和损耗。 4(DC-AC变换器效率，其中，。 5(基本要求(1)、(2)和发挥部分(3)要求从给定或条件发生变化到电路达到稳态的时间不大于 1s。 6(装置应能连续安全工作足够长时间，测试期间不能出现过热等故障。 7(制作时应合理设置测试点(参考图1)，以方便测试。 8(设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完整 的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果用附件给出。 四、评分标准 项目 主要内容 满分 比较与选择 方案论证 4 方案描述 MPPT的控制方法与 参数计算 理论分析与计算 同频、同相的控制方9 法与参数计算 设计 提高效率的方法 报告 滤波参数计算 DC-AC主回路与器件 选择 电路与程序设计 控制电路或控制程9 序 保护电路 25 9/18/2011 测试方案及测试条 件 测试方案与测试结测试结果及其完整5 果 性 测试结果分析 摘要 设计报告结构及规设计报告正文的结3 范性 构 图标的规范性 3 总分 0 实际制作完成情况 5基本要求 0 1完成第(1)项 0 完成第(2)项 5 2发挥 完成第(3)项 4 部分 完成第(4)项 5 其他 6 5总分 0 26 9/18/2011 音导引系统(B题) 【本科组】 一、任务 设计并制作一声音导引系统，示意图如图1所示。 图中，AB与AC垂直，Ox是AB的中垂线，O'y是AC的中垂线，W是Ox和O'y的交点。 声音导引系统有一个可移动声源S，三个声音接收器A、B和C，声音接收器之间可以有线 连接。声音接收器能利用可移动声源和接收器之间的不同距离，产生一个可移动声源离Ox线 (或O'y线)的误差信号，并用无线方式将此误差信号传输至可移动声源，引导其运动。 可移动声源运动的起始点必须在Ox线右侧，位置可以任意指定。 二、要求 1(基本要求 (1)制作可移动的声源。可移动声源产生的信号为周期性音频脉冲信号，如图2所示，声音信号 频率不限，脉冲周期不限。 (2)可移动声源发出声音后开始运动，到达Ox线并停止，这段运动时间为响应时间，测量响应 时间，用下列公式计算出响应的平均速度，要求平均速度大于 5cm/s。 (3)可移动声源停止后的位置与Ox线之间的距离为定位误差，定位误差小于3cm。 (4)可移动声源在运动过程中任意时刻超过Ox线左侧的距离小于5cm。 (5)可移动声源到达Ox线后，必须有明显的光和声指示。 (6)功耗低，性价比高。 2(发挥部分 (1)将可移动声源转向180度(可手动调整发声器件方向)，能够重复基本要求。 (2)平均速度大于10cm/s。 (3)定位误差小于1cm。 (4)可移动声源在运动过程中任意时刻超过Ox线左侧距离小于2cm。 (5)在完成基本要求部分移动到Ox线上后，可移动声源在原地停止5s,10s，然后利用接收器 A和C，使可移动声源运动到W点，到达W点以后，必须有明显的光和声指示并停止，此 时声源距离W的直线距离小于1cm。整个运动过程的平均速度大于10cm/s。 (6)其他。 三、 说明 1. 本题必须采用组委会提供的电机控制ASSP芯片(型号MMC-1)实现可移动声源的运动。 2. 在可移动声源两侧必须有明显的定位标志线，标志线宽度0.3cm且垂直于地面。 3. 误差信号传输采用的无线方式、频率不限。 4. 可移动声源的平台形式不限。 5. 可移动声源开始运行的方向应和Ox线保持垂直。 6. 不得依靠其他非声音导航方式。 7. 移动过程中不得人为对系统施加影响。 8. 接收器和声源之间不得使用有线连接。 27 9/18/2011 四、评分标准 项目 主要内容 分数 设计报告 整体方案比较 系统方案 7 控制方案 设计、计算 设计与论证 误差信号产生 12 控制理论简单计算 系统组成 电路设计 3 各种电路图 测试数据完整性 测试结果 3 测试结果分析 摘要 设计报告 正文结构完整性 5 图表的规范性 3 总分 0 基本要求实际完成情况 5基本要求 0 完成第(1)项 5 完成第(2)项 1发挥部分 0 完成第(3)项 1 0 完成第(4)项 1 0 完成第(5)项 1 0 完成第(6)项 5 5总分 0 宽带直流放大器(C题) 【本科组】 一、任务 设计并制作一个宽带直流放大器及所用的直流稳压电源。 二、要求 1(基本要求 A?40dB，输入电压有效值V?20mV。A可在0,40dB范围内手动连续调节。 (1)电压增益ViV (2)最大输出电压正弦波有效值V?2V，输出信号波形无明显失真。 o (3)3dB通频带0,5MHz;在0,4MHz通频带内增益起伏?1dB。 (4)放大器的输入电阻?，负载电阻(50?2)。 (5)设计并制作满足放大器要求所用的直流稳压电源。 28 9/18/2011 2(发挥部分 A?60dB，输入电压有效值V?10 mV。 (1)最大电压增益Vi (2)在A,60dB时，输出端噪声电压的峰,峰值V?0.3V。 VONPP (3)3dB通频带0,10MHz;在0,9MHz通频带内增益起伏?1dB。 (4)最大输出电压正弦波有效值V?10V，输出信号波形无明显失真。 o (5)进一步降低输入电压提高放大器的电压增益。 (6)电压增益A可预置并显示，预置范围为0,60dB，步距为5dB(也可以连续调节);放大器的V 带宽可预置并显示(至少5MHz、 10MHz 两点)。 (7)降低放大器的制作成本，提高电源效率。 (8)其他(例如改善放大器性能的其它措施等)。 三、说明 1(宽带直流放大器幅频特性示意图如图1所示。 图1 幅频特性示意图 2(负载电阻应预留测试用检测口和明显标志，如不符合(50?2)的电阻值要求，则酌情扣除最 大输出电压有效值项的所得分数。 3(放大器要留有必要的测试点。建议的测试框图如图2所示，可采用信号发生器与示波器/交、直 流电压表组合的静态法或扫频仪进行幅频特性测量。 29 9/18/2011 图2 幅频特性测试框图 四、评分标准 项目 主要内容 分数 系统方案 比较与选择 2 方案描述 理论分析与计算 带宽增益积 通频带内增益起伏 控制 9 线性相位 抑制直流零点漂移 放大器稳定性 设计 报告 电路与程序设计 电路设计 8 测试方案与测试结测试方案及测试条 果 件 8 测试结果完整性 测试结果分析 设计报告结构及规摘要 范性 设计报告正文的结3 构 图表的规范性 总分 3 0 基本 5实际制作完成情况 要求 0 完成第(1)项 7 完成第(2)项 2 发挥 部分 完成第(3)项 7 完成第(4)项 6 30 9/18/2011 完成第(5)项 1 2 完成第(6)项 5 完成第(7)项 6 其他 5 总分 5 0 无线环境监测模拟装置(D题) 【本科组】 一、任务 设计并制作一个无线环境监测模拟装置，实现对周边温度和光照信息的探测。该装置由1个监测终端和不多于255个探测节点组成(实际制作2个)。监测终端和探测节点均含一套无线收发电路，要求具有无线传输数据功能，收发共用一个天线。 二、要求 1(基本要求 (1)制作2个探测节点。探测节点有编号预置功能，编码预置范围为00000001B,11111111B。探 测节点能够探测其环境温度和光照信息。温度测量范围为0?,100?，绝对误差小于2?; 光照信息仅要求测量光的有无。探测节点采用两节1.5V干电池串联，单电源供电。 (2)制作1个监测终端，用外接单电源供电。探测节点分布示意图如图1所示。监测终端可以分 别与各探测节点直接通信，并能显示当前能够通信的探测节点编号及其探测到的环境温度和 光照信息。 D不小于(3)无线环境监测模拟装置的探测时延不大于5s，监测终端天线与探测节点天线的距离 10cm。在0,10cm距离内，各探测节点与监测终端应能正常通信。 2(发挥部分 (1)每个探测节点增加信息的转发功能，节点转发功能示意图如图2所示。即探测节点B的探测 信息，能自动通过探测节点A转发，以增加监测终端与节点B之间的探测距离D+D。该转发1 功能应自动识别完成，无需手动设置，且探测节点A、B可以互换位置。 (2)在监测终端电源供给功率?1W，无线环境监测模拟装置探测时延不大于5s的条件下，使探 测距离D+D达到50cm。 1 (3)尽量降低各探测节点的功耗，以延长干电池的供电时间。各探测节点应预留干电池供电电流 的测试端子。 (4)其他。 三、说明 1(监测终端和探测节点所用天线为圆形空芯线圈，用直径不大于1mm的漆包线或有绝缘外皮的导 线密绕5圈制成。线圈直径为(3.4?0.3)cm(可用一号电池作骨架)。天线线圈间的介质为 空气。无线传输载波频率低于30MHz，调制方式自定。监测终端和探测节点不得使用除规定天 31 9/18/2011 线外的其他耦合方式。无线收发电路需自制，不得采用无线收、发成品模块。光照有无的变化， 采用遮挡光电传感器的方法实现。 2(发挥部分须在基本要求的探测时延和探测距离达到要求的前提下实现。 D+D=50cm，通过测量探测节点3(测试各探测节点的功耗采用图2所示的节点分布图，保持距离1A干电池供电电流来估计功耗。电流测试电路见图3。图中电容C为滤波电容，电流表采用3 位半数字万用表直流电流档，读正常工作时的最大显示值。如果达不到50cm，此项目不D+D1进行测试。 4(设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完整 的电路原理图、重要的源程序用附件给出。 四、评分标准 项 目 主要内容 满分 无线环境监测模拟系统方案 4 装置总体方案设计 发射电路分析 接收电路分析 理论分析与计算 6 通信协议分析 发射电路设计计算 接收电路设计计算 电路与程序设计 9 设计报告 总体电路图 工作流程图 调试方法与仪器 测试方案与测试结测试数据完整性 6 果 测试结果分析 摘要 设计报告结构及规设计报告正文的结5 构 范性 图表的规范性 3 总分 0 基本5实际制作完成情况 要求 0 2完成第(1)项 0 1完成第(2)项 发挥5 部分 1完成第(3)项 0 其他 5 32 9/18/2011 5总分 0 电能收集充电器(E题) 【本科组】 一、任务 设计并制作一个电能收集充电器，充电器及测试原理示意图如图1。该充电器的核心为直流电源变换器，它从一直流电源中吸收电能，以尽可能大的电流充入一个可充电池。直流电源的输出功 Es在一定范围内缓慢变化，当Es为不同值时，直流电源变换器的电路结构，参率有限，其电动势 数可以不同。监测和控制电路由直流电源变换器供电。由于Es的变化极慢，监测和控制电路应该采用间歇工作方式，以降低其能耗。可充电池的电动势Ec=3.6V，内阻Rc=0.1Ω。 二、要求 1、基本要求 (1)在Rs=100Ω，Es=10V,20V时，充电电流Ic大于(Es-Ec)/(Rs+Rc)。 (2)在Rs=100Ω时，能向电池充电的Es尽可能低。 (3)Es从0逐渐升高时，能自动启动充电功能的Es尽可能低。 (4)Es降低到不能向电池充电，最低至0时，尽量降低电池放电电流。 (5)监测和控制电路工作间歇设定范围为 0.1 s,5s。 2、发挥部分 (1)在Rs=1Ω，Es=1.2V,3.6V时，以尽可能大的电流向电池充电。 (2)能向电池充电的Es尽可能低。当Es?1.1V时，取Rs =1Ω; 当Es,1.1V时，取Rs =0.1Ω。 (3)电池完全放电，Es从0逐渐升高时，能自动启动充电功能(充电输出端开路电压 ,3.6V，短路电流,0)的Es尽可能低。当Es?1.1V时，取Rs =1Ω;当Es,1.1V时，取 Rs=0.1Ω。 (4)降低成本。 (5)其他。 三、评分标准 项目 主要内容 满分 电源变换及控制方系统方案 5 法实现方案 提高效率方法的分理论分析与计算 7 析及计算 设计报告 电路设计与参数计 算 启动电路设计与参电路与程序设计 10 数计算 设定电路的设计 33 9/18/2011 测试数据完整性 测试结果 3 测试结果分析 摘要，设计报告正文设计报告结构及规的结构 5 范性 图表的规范性 3 总分 0 基本5实际制作完成情况 要求 0 3完成第(1)项 0 完成第(2)项 5 完成第(3)项 5 发挥 部分 完成第(4)项 5 其他 5 5总分 0 四、说明 Es的方法:逐渐降低Es，直到充电电流Ic略大于0。当Es高于3.6V时，Rs1(测试最低可充电 为100Ω;Es低于3.6V时，更换Rs为1Ω;Es降低到1.1V以下时，更换Rs为0.1Ω。然后继 续降低Es，直到满足要求。 2(测试自动启动充电功能的方法:从0开始逐渐升高Es，Rs为0.1Ω;当Es升高到高于1.1V时， 更换s为1Ω。然后继续升高s，直到满足要求。 RE 数字幅频均衡功率放大器(F题) 【本科组】 一、任务 设计并制作一个数字幅频均衡功率放大器。该放大器包括前置放大、带阻网络、数字幅频均衡和低 频功率放大电路，其组成框图如图1所示。 图1 数字幅频均衡功率放大器组成框图 二、要求 1(基本要求 (1)前置放大电路要求: 34 9/18/2011 a. 小信号电压放大倍数不小于400倍(输入正弦信号电压有效值小于10mV)。 b. -1dB通频带为20Hz,20kHz。 c. 输出电阻为。 v进行滤波，以10kHz时输出信号v电压幅度为基(2)制作带阻网络对前置放大电路输出信号12 准，要求最大衰减?10dB。带阻网络具体电路见题目说明1。 (3)应用数字信号处理技术，制作数字幅频均衡电路，对带阻网络输出的20Hz,20kHz信号进行 幅频均衡。要求: a. 输入电阻为。 b. 经过数字幅频均衡处理后，以10kHz时输出信号v电压幅度为基准，通频带20Hz,20kHz3 内的电压幅度波动在以内。 2. 发挥部分 制作功率放大电路，对数字均衡后的输出信号进行功率放大，要求末级功放管采用分立的大功v3 率MOS晶体管。 (1)当输入正弦信号电压有效值为5mV、功率放大器接v电阻负载(一端接地)时，要求输出i 功率?10W，输出电压波形无明显失真。 (2)功率放大电路的-3dB通频带为20Hz,20kHz。 (3)功率放大电路的效率?60,。 (4)其他。 三、说明 1(题目基本要求中的带阻网络如图2所示。图中元件值是标称值，不是实际值，对精度不作要求， 电容必须采用铝电解电容。 图2 带阻网络 2(本题中前置放大电路电压放大倍数是在输入信号v电压有效值为5mV的条件下测试。 i 3(题目发挥部分中的功率放大电路不得使用MOS集成功率模块。 4(本题中功率放大电路的效率定义为:功率放大电路输出功率与其直流电源供给功率之比，电路 中应预留测试端子，以便测试直流电源供给功率。 35 9/18/2011 5(设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完整 的电路原理图、重要的源程序用附件给出。 四、评分标准 项目 主要内容 满分 系统方案 总体方案设计 6 前置放大电路设 计 功率放大电路设 计 理论分析与设计 12 数字幅频均衡电 路设计 数字处理算法设 计 设计报告 总体电路 电路与程序设计 4 工作流程 调试方法与仪器 测试方案与测试测试数据完整性 5 结果 测试结果分析 摘要 设计报告结构及设计报告正文的3 规范性 结构 图表的规范性 3 总分: 0 5基本要求 实际制作完成情况 0 1完成第(1)项 3 1完成第(2)项 2 2发挥部分 完成第(3)项 0 其他 5 5总分: 0 36 9/18/2011 低频功率放大器(G题) 【高职高专组】 一、任务 设计并制作一个低频功率放大器，要求末级功放管采用分立的大功率MOS晶体管。 二、要求 1(基本要求 (1)当输入正弦信号电压有效值为5mV时，在8Ω电阻负载(一端接地)上，输出功率?5W，输 出波形无明显失真。 (2)通频带为20Hz,20kHz。 (3)输入电阻为600Ω。 V?5mV。 (4)输出噪声电压有效值0N (5)尽可能提高功率放大器的整机效率。 (6)具有测量并显示低频功率放大器输出功率(正弦信号输入时)、直流电源的供给功率和整机效 率的功能，测量精度优于5%。 2. 发挥部分 (1)低频功率放大器通频带扩展为10Hz,50kHz。 (2)在通频带内低频功率放大器失真度小于1%。 (3)在满足输出功率?5W、通频带为20Hz,20kHz的前提下,尽可能降低输入信号幅度。 (4)设计一个带阻滤波器，阻带频率范围为40,60Hz。在50Hz频率点输出功率衰减?6dB。 (5)其他。 三、说明 1(不得使用MOS集成功率模块。 2(本题输出噪声电压定义为输入端接地时，在负载电阻上测得的输出电压，测量时使用带宽为2MHz 的毫伏表。 3(本题功率放大电路的整机效率定义为:功率放大器的输出功率与整机的直流电源供给功率之比。 电路中应预留测试端子，以便测试直流电源供给功率。 4(发挥部分(4)制作的带阻滤波器通过开关接入。 5(设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完整 的电路原理图、重要的源程序用附件给出。 四、评分标准 项 目 主要内容 满分 系统方案 总体方案设计 4 电压放大电路设计 输出级电路设计 设计报告 理论分析与设计 8 带阻滤波器设计 显示电路设计 总体电路图;工作流电路与程序设计 3 程图 37 9/18/2011 调试方法与仪器 测试方案与测试结测试数据完整性 3 果 测试结果分析 摘要;设计报告正文设计报告结构及规的结构 2 范性 图表的规范性 2 总分 0 5基本要求 实际制作完成情况 0 1完成第(1)项 0 1完成第(2)项 0 1完成第(3)项 5 发挥部分 1完成第(4)项 0 其他 5 5总分 0 LED点阵书写显示屏(H题) 【高职高专组】 一、任务 设计并制作一个基于32×32点阵LED模块的书写显示屏，其系统结构如图1所示。在控制器的管理下，LED点阵模块显示屏工作在人眼不易觉察的扫描微亮和人眼可见的显示点亮模式下;当光笔触及LED点阵模块表面时，先由光笔检测触及位置处LED点的扫描微亮以获取其行列坐标，再依据功能需求决定该坐标处的LED是否点亮至人眼可见的显示状态(如图1中光笔接触处的深色LED点已被点亮)，从而在屏上实现“点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移”等书写显示功能。 图1 LED点阵书写显示屏系统结构示意图 二、要求 1(基本要求 (1)在“点亮”功能下，当光笔接触屏上某点LED时，能即时点亮该点LED，并在控制器上同步 显示该点LED的行列坐标值(左上角定为行列坐标原点)。 (2)在“划亮”功能下，当光笔在屏上快速划过时，能同步点亮划过的各点LED，其速度要求2s 内能划过并点亮40点LED。 38 9/18/2011 (3)在“反显”功能下，能对屏上显示的信息实现反相显示(即:字体笔画处不亮，无笔画处高 亮)。 (4)在“整屏擦除”功能下，能实现对屏上所显示信息的整屏擦除。 2(发挥部分 (1)在“笔画擦除”功能下，能用光笔擦除屏上所显汉字的笔画。 (2)在“连写多字”功能下，能结合自选的擦除方式，在30s内在屏上以“划亮”方式逐个写出 四个汉字(总笔画数不大于30)且存入机内，写完后再将所存四字在屏上逐个轮流显示。 (3)在“对象拖移”功能下，能用光笔将选定显示内容在屏上进行拖移。先用光笔以“划亮”方 式在屏上圈定欲拖移显示对象，再用光笔将该对象拖移到屏上另一位置。 (4)当环境光强改变时，能自动连续调节屏上显示亮度。 (5)当光笔连续未接触屏面的时间超过1,5min时(此时间可由控制器设定)，能自动关闭屏上显 示，并使整个系统进入休眠状态，此时系统工作电流应不大于5mA。 (6)其他。 三、说明 1(设计制作时所用LED点阵模块的发光颜色不限。 2(各种功能的切换方式自定，但应力求操作简便。 3(在各种功能的实际操作过程中，必要时可用按键或其他控制方式进行辅助。例如，“连写多字” 时，写完一字后用自定义控制方式存入该字并清屏，然后再写下一字。 4(系统应采用5V单电源供电。 5(设计制作时应在电路板上留有系统耗电参数的测试点。 6(设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完整 的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果用附件给出。 四、评分标准 项目 主要内容 分数 比较与选择 系统方案 2 方案描述 光笔选取与参数设计 理论分析与计算 点阵屏驱动参数设计 6 屏亮自动调节设计 超时关显示节电设计 设计 电路设计 电路与程序设计 报告 6 程序设计 划亮反显擦除拖移 测试方案与测试结果 屏亮自动调节 3 超时关显示节电 摘要 设计报告结构及规范 设计报告正文的结构 3 性 图表的规范性 39 9/18/2011 总分 2 0 基本 5实际制作完成情况 要求 0 完成第(1)项 1 0 完成第(2)项 1 0 完成第(3)项 1发挥 5 部分 完成第(4)项 5 完成第(5)项 5 其他 5 总分 5 0 2009年全国大学生电子设计竞赛试题 参赛注意事项 (1)2009年9月2日8:00竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题; 高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。 (2)参赛队认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。 (3)参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份 的有效证件(如学生证)随时备查。 (4)每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。 (5)参赛队必须在学校指定的竞赛场地内进行独立设计和制作，不得以任何方式与他人交流， 包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。 (6)2009年9月5日20:00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存。 模拟路灯控制系统(I题) 【高职高专组】 一、任务 设计并制作一套模拟路灯控制系统。控制系统结构如图1所示，路灯布置如图2所示。 图1 路灯控制系统示意图 图2 路灯布置示意图(单位:cm) 二、要求 1(基本要求 (1)支路控制器有时钟功能，能设定、显示开关灯时间，并控制整条支路按时开灯和关灯。 40 9/18/2011 (2)支路控制器应能根据环境明暗变化，自动开灯和关灯。 (3)支路控制器应能根据交通情况自动调节亮灯状态:当可移动物体M(在物体前端标出定位点， 由定位点确定物体位置)由左至右到达S点时(见图2)，灯1亮;当物体M到达B点时，灯1 灭，灯2亮;若物体M由右至左移动时，则亮灯次序与上相反。 (4)支路控制器能分别独立控制每只路灯的开灯和关灯时间。 (5)当路灯出现故障时(灯不亮)，支路控制器应发出声光报警信号，并显示有故障路灯的地址编 号。 2(发挥部分 (1)自制单元控制器中的LED灯恒流驱动电源。 (2)单元控制器具有调光功能，路灯驱动电源输出功率能在规定时间按设定要求自动减小，该功率 应能在20%,100%范围内设定并调节，调节误差?2%。 (3)其它(性价比等)。 三、说明 1(光源采用1 W的LED灯，LED的类型不作限定。 2(自制的LED驱动电源不得使用产品模块。 3(自制的LED驱动电源输出端需留有电流、电压测量点。 4(系统中不得采用接触式传感器。 5(基本要求(3)需测定可移动物体M上定位点与过“亮灯状态变换点”(S、B、S’等点)垂线 间的距离，要求该距离?2cm。 四、评分标准 项目 满 分 方案比较与论证 方案描述 5 比较与论证 理论分析与设计 单元设计 5 系统设计 设计 报告 电路图和设计文件 完整性 5 规范性 测试数据与分析 系统测试 5 结果分析 总分 2 0 基本 5实际制作完成情况 要求 0 发挥 完成(1) 1部分 5 41 9/18/2011 完成(2) 2 5 其它 1 0 总分 5 0 2009年全国电子设计大赛题目(本科组) 学习 2009-09-07 10:04:35 阅读1810 评论2 字号:大中小 光伏并网发电模拟装置(A题) 一、任务 S和电阻S设计并制作一个光伏并网发电模拟装置，其结构框图如图1所示。用直流稳压电源UR模拟光伏电池，US=60V，RS=30Ω~36Ω;uREF为模拟电网电压的正弦参考信号，其峰峰值为2V，频率fREF为45Hz~55Hz;T为工频隔离变压器，变比为n2:n1=2:1、n3:n1=1:10，将uF作为输出电流的反馈信号;负载电阻RL=30Ω~36Ω。 图1 并网发电模拟装置框图 二、要求 1(基本要求 (1)具有最大功率点跟踪(MPPT)功能:RS和RL在给定范围内变化时，使 ，相对偏差的绝对值不大于1%。 (2)具有频率跟踪功能:当fREF在给定范围内变化时，使uF的频率fF=fREF，相对偏差绝对值不大于1%。 (3)当RS=RL=30Ω时，DC-AC变换器的效率 ?60%。 (4)当RS=RL=30Ω时，输出电压uo的失真度THD?5%。 (5)具有输入欠压保护功能，动作电压Ud(th)=(25?0.5)V。 (6)具有输出过流保护功能，动作电流Io(th)=(1.5?0.2)A。 2(发挥部分 (1)提高DC-AC变换器的效率，使 ?80%(S=L=30Ω时)。 RR (2)降低输出电压失真度，使THD?1%(RS=RL=30Ω时)。 (3)实现相位跟踪功能:当fREF在给定范围内变化以及加非阻性负载时，均能保证uF与uREF同相，相位偏差的绝对值?5?。 (4)过流、欠压故障排除后，装置能自动恢复为正常状态。 (5)其他。 三、说明 42 9/18/2011 1(本题中所有交流量除特别说明外均为有效值。 2(US采用实验室可调直流稳压电源，不需自制。 3(控制电路允许另加辅助电源，但应尽量减少路数和损耗。 4(DC-AC变换器效率 ，其中 ， 。 5(基本要求(1)、(2)和发挥部分(3)要求从给定或条件发生变化到电路达到稳态的时间不大于1s。 6(装置应能连续安全工作足够长时间，测试期间不能出现过热等故障。 7(制作时应合理设置测试点(参考图1)，以方便测试。 8(设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果用附件给出。 声音导引系统(B题) 一、任务 设计并制作一声音导引系统，示意图如图1所示。 图中，AB与AC垂直，Ox是AB的中垂线，O'y是AC的中垂线，W是Ox和O'y的交点。 声音导引系统有一个可移动声源S，三个声音接收器A、B和C，声音接收器之间可以有线连接。声音接收器能利用可移动声源和接收器之间的不同距离，产生一个可移动声源离Ox线(或O'y线)的误差信号，并用无线方式将此误差信号传输至可移动声源，引导其运动。 可移动声源运动的起始点必须在Ox线右侧，位置可以任意指定。 二、要求 1(基本要求 (1)制作可移动的声源。可移动声源产生的信号为周期性音频脉冲信号，如图2所示，声音信号频率不限，脉冲周期不限。 (2)可移动声源发出声音后开始运动，到达Ox线并停止，这段运动时间为响应时间，测量响应时间，用下列公式计算出响应的平均速度，要求平均速度大于 5cm (3)可移动声源停止后的位置与Ox线之间的距离为定位误差，定位误差小于3cm。 (4)可移动声源在运动过程中任意时刻超过Ox线左侧的距离小于5cm。 (5)可移动声源到达Ox线后，必须有明显的光和声指示。 (6)功耗低，性价比高。 2(发挥部分 (1)将可移动声源转向180度(可手动调整发声器件方向)，能够重复基本要求。 (2)平均速度大于10cm/s。 (3)定位误差小于1cm。 43 9/18/2011 (4)可移动声源在运动过程中任意时刻超过Ox线左侧距离小于2cm。 (5)在完成基本要求部分移动到Ox线上后，可移动声源在原地停止5s,10s，然后利用接收器A 和C，使可移动声源运动到W点，到达W点以后，必须有明显的光和声指示并停止，此时声源距离W的 直线距离小于1cm。整个运动过程的平均速度大于1cm 三、说明 1.本题必须采用组委会提供的电机控制ASSP芯片(型号MMC-1)实现可移动声源的运动。 2.在可移动声源两侧必须有明显的定位标志线，标志线宽度0.3cm且垂直于地面。 3.误差信号传输采用的无线方式、频率不限。 4.可移动声源的平台形式不限。 5.可移动声源开始运行的方向应和Ox线保持垂直。 6.不得依靠其他非声音导航方式。 7.移动过程中不得人为对系统施加影响。 8.接收器和声源之间不得使用有线连接。 宽带直流放大器(C题) 一、任务 设计并制作一个宽带直流放大器及所用的直流稳压电源。 二、要求 1(基本要求 AV?40dB，输入电压有效值Vi?20mV。AV可在0,40dB范围内手动连续调节。 (1)电压增益 (2)最大输出电压正弦波有效值Vo?2V，输出信号波形无明显失真。 (3)3dB通频带0,5MHz;在0,4MHz通频带内增益起伏?1dB。 (4)放大器的输入电阻?50W，负载电阻(50?2)W。 (5)设计并制作满足放大器要求所用的直流稳压电源。 2(发挥部分 (1)最大电压增益AV?60dB，输入电压有效值Vi?10 mV。 (2)在AV,60dB时，输出端噪声电压的峰,峰值VONPP?0.3V。 (3)3dB通频带0,10MHz;在0,9MHz通频带内增益起伏?1dB。 (4)最大输出电压正弦波有效值Vo?10V，输出信号波形无明显失真。 (5)进一步降低输入电压提高放大器的电压增益。 (6)电压增益AV可预置并显示，预置范围为0,60dB，步距为5dB(也可以连续调节);放大器的 带宽可预置并显示(至少5MHz、 10MHz 两点)。 44 9/18/2011 (7)降低放大器的制作成本，提高电源效率。 (8)其他(例如改善放大器性能的其它措施等)。 三、说明 1(宽带直流放大器幅频特性示意图如图1所示。 图1 幅频特性示意图 2(负载电阻应预留测试用检测口和明显标志，如不符合(50?2)W的电阻值要求，则酌情扣除最大输出电压有效值项的所得分数。 3(放大器要留有必要的测试点。建议的测试框图如图2所示，可采用信号发生器与示波器/交、直流电压表组合的静态法或扫频仪进行幅频特性测量。 无线环境监测模拟装置(D题) 一、任务 设计并制作一个无线环境监测模拟装置，实现对周边温度和光照信息的探测。该装置由1个监测终端和不多于255个探测节点组成(实际制作2个)。监测终端和探测节点均含一套无线收发电路，要求具有无线传输数据功能，收发共用一个天线。 二、要求 1(基本要求 (1)制作2个探测节点。探测节点有编号预置功能，编码预置范围为00000001B,11111111B。探测节点能够探测其环境温度和光照信息。温度测量范围为0?,100?，绝对误差小于2?;光照信息仅要求测量光的有无。探测节点采用两节1.5V干电池串联，单电源供电。 探测 节点A 探测 节点B 监测 终端 D 图1 探测节点分布示意图 (2)制作1个监测终端，用外接单电源供电。探测节点分布示意图如图1所示。监测终端可以分别与各探测节点直接通信，并能显示当前能够通信的探测节点编号及其探测到的环境温度和光照信息。 (3)无线环境监测模拟装置的探测时延不大于5s，监测终端天线与探测节点天线的距离D不小于10cm。在0,10cm距离内，各探测节点与监测终端应能正常通信。 2(发挥部分 45 9/18/2011 (1)每个探测节点增加信息的转发功能，节点转发功能示意图如图2所示。即探测节点B的探测 D+D1。该转发功能应自动信息，能自动通过探测节点A转发，以增加监测终端与节点B之间的探测距离 识别完成，无需手动设置，且探测节点A、B可以互换位置。 (2)在监测终端电源供给功率?1W，无线环境监测模拟装置探测时延不大于5s的条件下，使探测距离D+D1达到50cm。 (3)尽量降低各探测节点的功耗，以延长干电池的供电时间。各探测节点应预留干电池供电电流的测试端子。 (4)其他。 三、说明 1(监测终端和探测节点所用天线为圆形空芯线圈，用直径不大于1mm的漆包线或有绝缘外皮的导线密绕5圈制成。线圈直径为(3.4?0.3)cm(可用一号电池作骨架)。天线线圈间的介质为空气。无线传输载波频率低于30MHz，调制方式自定。监测终端和探测节点不得使用除规定天线外的其他耦合方式。无线收发电路需自制，不得采用无线收、发成品模块。光照有无的变化，采用遮挡光电传感器的方法实现。 2(发挥部分须在基本要求的探测时延和探测距离达到要求的前提下实现。 3(测试各探测节点的功耗采用图2所示的节点分布图，保持距离D+D1=50cm，通过测量探测节点A干电池供电电流来估计功耗。电流测试电路见图3。图中电容C为滤波电容，电流表采用3位半数字万用表直流电流档，读正常工作时的最大显示值。如果D+D1达不到50cm，此项目不进行测试。 4(设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序用附件给出。 电能收集充电器(E题) 一、任务 设计并制作一个电能收集充电器，充电器及测试原理示意图如图1。该充电器的核心为直流电源变换器，它从一直流电源中吸收电能，以尽可能大的电流充入一个可充电池。直流电源的输出功率有限，其电动势Es在一定范围内缓慢变化，当Es为不同值时，直流电源变换器的电路结构，参数可以不同。监测和控制电路由直流电源变换器供电。由于Es的变化极慢，监测和控制电路应该采用间歇工作方式，以降低其能耗。可充电池的电动势Ec=3.6V，内阻Rc=0.1Ω。 二、要求 1、基本要求 (1)在Rs=100Ω，Es=10V,20V时，充电电流Ic大于(Es-Ec)/(Rs+Rc)。 (2)在Rs=100Ω时，能向电池充电的Es尽可能低。 (3)Es从0逐渐升高时，能自动启动充电功能的Es尽可能低。 (4)Es降低到不能向电池充电，最低至0时，尽量降低电池放电电流。 (5)监测和控制电路工作间歇设定范围为 0.1 s,5s。 2、发挥部分 46 9/18/2011 Rs=1Ω，Es=1.2V,3.6V时，以尽可能大的电流向电池充电。 (1)在 (2)能向电池充电的Es尽可能低。当Es?1.1V时，取Rs =1Ω; 当Es,1.1V时，取Rs =0.1Ω。 (3)电池完全放电，Es从0逐渐升高时，能自动启动充电功能(充电输出端开路电压 ,3.6V，短路电流,0)的Es尽可能低。当Es?1.1V时，取Rs =1Ω;当Es,1.1V时，取Rs=0.1Ω。 (4)降低成本。 (5)其他。 三、评分标准 1(测试最低可充电Es的方法:逐渐降低Es，直到充电电流Ic略大于0。当Es高于3.6V时，Rs为100Ω;Es低于3.6V时，更换Rs为1Ω;Es降低到1.1V以下时，更换Rs为0.1Ω。然后继续降低Es，直到满足要求。 2(测试自动启动充电功能的方法:从0开始逐渐升高Es，Rs为0.1Ω;当Es升高到高于1.1V时，更换Rs为1Ω。然后继续升高Es，直到满足要求。 数字幅频均衡功率放大器(F题) (自己选择的题目) 一、任务 设计并制作一个数字幅频均衡功率放大器。该放大器包括前置放大、带阻网络、数字幅频均衡和低频功率放大电路，其组成框图如图1所示。 图1 数字幅频均衡功率放大器组成框图 二、要求 1(基本要求 (1)前置放大电路要求: a. 小信号电压放大倍数不小于400倍(输入正弦信号电压有效值小于10mV)。 b. -1dB通频带为20Hz,20kHz。 c. 输出电阻为600W。 (2)制作带阻网络对前置放大电路输出信号v1进行滤波，以10kHz时输出信号v2电压幅度为基准，要求最大衰减?10dB。带阻网络具体电路见题目说明1。 (3)应用数字信号处理技术，制作数字幅频均衡电路，对带阻网络输出的20Hz,20kHz信号进行幅频均衡。要求: a. 输入电阻为600W。 b. 经过数字幅频均衡处理后，以10kHz时输出信号v3电压幅度为基准，通频带20Hz,20kHz内的电压幅度波动在?1.5dB以内。 2. 发挥部分 47 9/18/2011 v3进行功率放大，要求末级功放管采用分立的大功制作功率放大电路，对数字均衡后的输出信号 率MOS晶体管。 (1)当输入正弦信号vi电压有效值为5mV、功率放大器接8W电阻负载(一端接地)时，要求输出功率?10W，输出电压波形无明显失真。 (2)功率放大电路的-3dB通频带为20Hz,20kHz。 (3)功率放大电路的效率?60,。 (4)其他。 三、说明 1(题目基本要求中的带阻网络如图2所示。图中元件值是标称值，不是实际值，对精度不作要求，电容必须采用铝电解电容。 图2 带阻网络 2(本题中前置放大电路电压放大倍数是在输入信号vi电压有效值为5mV的条件下测试。 3(题目发挥部分中的功率放大电路不得使用MOS集成功率模块。 4(本题中功率放大电路的效率定义为:功率放大电路输出功率与其直流电源供给功率之比，电路中应预留测试端子，以便测试直流电源供给功率。 5(设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序用附件给出。 48 9/18/2011 49 9/18/2011