全国大学生电子设计竞赛题目2.docx
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全国大学生电子设计竞赛题目2.docx
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全国大学生电子设计竞赛题目2
第八届大学生电子设计竞赛题目
题目一音控信号分析仪
一、设计任务
设计、制作一种可分析音频信号频率成分,并可测量正弦信号失真度仪器。
二、设计规定
1.基本规定
(1)输入阻抗:
50Ω
(2)输入信号电压范畴(峰-峰值):
100mV~5V
(3)输入信号包括频率成分范畴:
200Hz~10kHz
(4)频率辨别力:
100Hz(可对的测量被测信号中,频差不不大于100Hz频率分量功率值。
)
(5)检测输入信号总功率和各频率分量频率和功率,检测出各频率分量功率之和不不大于总功率值95%;各频率分量功率测量相对误差绝对值不大于10%,总功率测量相对误差绝对值不大于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,同步实时显示信号总功率和至少前两个频率分量频率值和功率值,并设暂停键保持显示数据。
2.发挥某些
(1)扩大输入信号动态范畴,提高敏捷度。
(2)输入信号包括频率成分范畴:
20Hz~10kHz。
(3)增长频率辨别力20Hz档。
(4)判断输入信号周期性,并测量其周期。
(5)测量被测正弦信号失真度。
(6)其她。
三、阐明
1.电源可用成品,必要自备,亦可自制。
2.设计报告正文中应涉及系统总体框图、核心电路原理图、重要流程图、重要测试成果。
完整电路原理图、重要源程序、和完整测试成果用附件给出。
四、评分原则
项目
重要内容
得分
基本规定
系统方案
比较与选取、方案描述
5
理论分析与计算
放大器设计
功率谱测量办法
周期性判断办法
15
电路与程序设计
电路设计
程序设计
10
测试方案与测试成果
测试方案及测试条件
测试成果完整性
测试成果分析
12
设计报告构造及规范性摘要
设计报告正文构造
图表规范性
8
总分
50
基本规定
实际制作完毕状况
50
发挥某些
完毕第一项
10
完毕第二项
10
完毕第三项
10
完毕第四项
10
完毕第五项
5
其他
5
总分
50
题目二无线辨认装置
一、设计任务
设计制作一套无线辨认装置。
该装置由阅读器、应答器和耦合线圈构成,其方框图参见图1。
阅读器能辨认应答器有无、编码和存储信息。
装置中阅读器、应答器均具备无线传播功能,频率和调制方式自由选定。
不得使用既有射频辨认卡或用于辨认专用芯片。
装置中耦合线圈为圆形空芯线圈,用直径不不不大于1mm漆包线或有绝缘外皮导线密绕10圈制成。
线圈直径为6.6±0.5cm(可用直径6.6cm左右易拉罐作为骨架,绕好取下,用绝缘胶带固定即可)。
线圈间介质为空气。
两个耦合线圈最接近某些间距定义为D。
阅读器、应答器不得使用其她耦合方式。
二、设计规定
1.基本规定
(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辨认成果,能在D尽量大状况下,辨认应答器有无。
辨认对的率≥80%,辨认时间≤5秒,耦合线圈间距D≥5cm。
(2)应答器增长编码预置功能,可以用开关预置四位二进制编码。
阅读器能对的辨认并显示应答器预置编码。
显示对的率≥80%,响应时间≤5秒,耦合线圈间距D≥5cm。
2.发挥某些
(1)应答器所需电源能量所有从耦合线圈获得(通过对耦合到信号进行整流滤波得到能量),不容许使用电池及内部具有电池集成电路。
阅读器能对的读出并显示应答器上预置四位二进制编码。
显示对的率≥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,在辨认状态时,电源供应功率≤2W。
在显示编码对的率≥80%、响应时间≤5秒条件下,尽量增长耦合线圈间距D。
(3)应答器增长信息存储功能,其存储容量不不大于等于两个四位二进制数。
装置断电后,应答器存储信息不丢失。
无线辨认装置具备在阅读器端写入、读出应答器存储信息功能。
(4)其她。
三、阐明
设计报告正文中应涉及系统总体框图、核心电路原理图、重要流程图、重要测试成果。
完整电路原理图、重要源程序用附件给出。
四、评分原则
设计报告
项目
重要内容
满分
系统方案
无线辨认装置总体方案设计
6
理论分析与计算
耦合线圈匹配理论
阅读器发射电路分析
阅读器接受电路分析
9
电路与程序设计
阅读器电路设计计算
应答器电路设计计算
总体电路图
辨认装置工作流程图
19
测试方案与测试成果
调试办法与仪器
测试数据完整性
测试成果分析
8
设计报告构造及规范性
摘要
设计报告正文构造
图表规范性
8
总分
50
基本规定
实际制作完毕状况
50
发挥某些
完毕第
(1)项
21
完毕第
(2)项
20
完毕第(3)项
5
其她
4
总分
50
题目三数字示波器
一、任务
设计并制作一台具备实时采样方式和等效采样方式数字示波器,示意图如图1所示。
图1数字示波器示意图
二、规定
1.基本规定
(1)被测周期信号频率范畴为10Hz~10MHz,仪器输入阻抗为1M?
,显示屏刻度为8div×10div,垂直辨别率为8bits,水平显示辨别率≥20点/div。
(2)垂直敏捷度规定含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;扫描速度规定含20ms/div、2μs/div、100ns/div三档,波形周期测量误差≤5%。
(4)仪器触发电路采用内触发方式,规定上升沿触发,触发电平可调。
(5)被测信号显示波形应无明显失真。
2.发挥某些
(1)提高仪器垂直敏捷度,规定增长2mV/div档,其电压测量误差≤5%,输入短路时输出噪声峰-峰值不大于2mV。
(2)增长存储/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波形予以显示。
(3)增长单次触发功能,即按动一次“单次触发”键,仪器能对满足触发条件信号进行一次采集与存储(被测信号频率范畴限定为10Hz~50kHz)。
(4)能提供频率为100kHz方波校准信号,规定幅度值为0.3V±5%(负载电阻≥1M?
时),频率误差≤5%。
(5)其她。
三、阐明
1.A/D转换器最高采样速率限定为1MSa/s,并规定设计独立取样保持电路。
为了以便检测,规定在A/D转换器和取样保持电路之间设立测试端子TP。
2.显示某些可采用通用示波器,也可采用液晶显示屏。
3.等效采样概念可参照蒋焕文等编著《电子测量》一书中取样示波器内容,或陈尚松等编著《电子测量与仪器》等有关资料。
4.设计报告正文中应涉及系统总体框图、核心电路原理图、重要流程图、重要测试成果。
完整电路原理图、重要源程序和完整测试成果可用附件给出。
四、评分原则
设计报告
项目
重要内容
满分
系统方案
比较与选取
方案描述
6
理论分析与计算
等效采样分析
垂直敏捷度
扫描速度
12
电路与程序设计
电路设计
程序设计
12
测试方案与测试成果
测试方案及测试条件
测试成果完整性
测试成果分析
12
设计报告构造及规范性
摘要
设计报告正文构造
图表规范性
8
总分
50
基本规定
实际制作完毕状况
50
发挥某些
完毕第
(1)项
22
完毕第
(2)项
7
完毕第(3)项
7
完毕第(4)项
6
其她
8
总分
50
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题目四程控滤波器
一、任务
设计并制作程控滤波器,其构成如图1所示。
放大器增益可设立;低通或高通滤波器通带、截止频率等参数可设立。
图1程控滤波器示意图
二、规定
1.基本规定
(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。
(2)滤波器可设立为低通滤波器,其-3dB截止频率fc在1kHz~20kHz范畴内可调,调节频率步进为1kHz,2fc处放大器与滤波器总电压增益不不不大于30dB,RL=1k。
(3)滤波器可设立为高通滤波器,其-3dB截止频率fc在1kHz~20kHz范畴内可调,调节频率步进为1kHz,0.5fc处放大器与滤波器总电压增益不不不大于30dB,RL=1k。
(4)电压增益与截止频率误差均不不不大于10%。
(5)有设立参数显示功能。
2.发挥某些
(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,电压增益误差不不不大于5%。
(2)制作一种四阶椭圆型低通滤波器,带内起伏≤1dB,-3dB通带为50kHz,规定放大器与低通滤波器在200kHz处总电压增益不大于5dB,-3dB通带误差不不不大于5%。
(3)制作一种简易幅频特性测试仪,其扫频输出信号频率变化范畴是100Hz~200kHz,频率步进10kHz。
(4)其她。
三、阐明
设计报告正文应涉及系统总体框图、核心电路原理图、重要流程图和重要测试成果。
完整电路原理图、重要源程序和完整测试成果可用附件给出。
四、评分原则
设计报告
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
测试方案与测试成果
10
设计报告构造及规范性
5
总分
50
基本规定
实际制作完毕状况
50
发挥某些
完毕第
(1)项
14
完毕第
(2)项
16
完毕第(3)项
15
其她
5
总分
50
题目五开关稳压电源
一、任务
设计并制作如图1所示开关稳压电源。
图1电源示意图
二、规定
在电阻负载条件下,使电源满足下述规定:
1.基本规定
(1)输出电压UO可调范畴:
30V~36V;
(2)最大输出电流IOmax:
2A;
(3)U2从15V变到21V时,电压调节率SU≤2%(IO=2A);
(4)IO从0变到2A时,负载调节率SI≤5%(U2=18V);
(5)输出噪声纹波电压峰-峰值UOPP≤1V(U2=18V,UO=36V,IO=2A);
(6)DC-DC变换器效率≥70%(U2=18V,UO=36V,IO=2A);
(7)具备过流保护功能,动作电流IO(th)=2.5±0.2A;
2.发挥某些
(1)进一步提高电压调节率,使SU≤0.2%(IO=2A);
(2)进一步提高负载调节率,使SI≤0.5%(U2=18V);
(3)进一步提高效率,使≥85%(U2=18V,UO=36V,IO=2A);
(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节,步进值1V,同步具备输出电压、电流测量和数字显示功能。
(6)其她。
三、阐明
(1)DC-DC变换器不容许使用成品模块,但可使用开关电源控制芯片。
(2)U2可通过交流调压器变化U1来调节。
DC-DC变换器(含控制电路)只能由UIN端口供电,不得另加辅助电源。
(3)本题中输出噪声纹波电压是指输出电压中所有非直流成分,规定用带宽不不大于20MHz模仿示波器(AC耦合、扫描速度20ms/div)测量UOPP。
(4)本题中电压调节率SU指U2在指定范畴内变化时,输出电压UO变化率;负载调节率SI指IO在指定范畴内变化时,输出电压UO变化率;DC-DC变换器效率?
=PO/PIN,其中PO=UOIO,PIN=UINIIN。
(5)电源在最大输出功率下应能持续安全工作足够长时间(测试期间,不能浮现过热等故障)。
(6)制作时应考虑以便测试,合理设立测试点(参照图1)。
(7)设计报告正文中应涉及系统总体框图、核心电路原理图、重要流程图、重要测试成果。
完整电路原理图、重要源程序和完整测试成果用附件给出。
四、评分原则
设计报告
项目
重要内容
满分
方案论证
比较与DC-DC主回路拓扑;控制办法及实现方案;提高效率办法及实现方案选取
8
电路设计
与参数计算
主回路器件选取及参数计算;控制电路设计与参数计算;效率分析及计算;保护电路设计与参数计算;数字设定及显示电路设计
20
测试办法与数据
测试办法;测试仪器;测试数据
(着重考查办法和仪器选取对的性以及数据与否全面、精确)
10
测试成果分析
与设计指标进行比较,分析产生偏差因素,并提出改进办法
5
电路图及设计文献
重点考查完整性、规范性
7
总分
50
基本规定
实际制作完毕状况
50
发挥某些
完毕第
(1)项
10
完毕第
(2)项
10
完毕第(3)项
16
完毕第(4)项
4
完毕第(5)项
6
其她
5
总分
50
题目六电动车跷跷板
一、任务
设计并制作一种电动车跷跷板,在跷跷板起始端A一侧装有可移动配重。
配重位置可以在从始端开始200mm~600mm范畴内调节,调节步长不不不大于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、规定
1.基本规定
在不加配重状况下,电动车完毕如下运动:
(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附近使跷跷板处在平衡状态,保持平衡5秒钟,并给出明显平衡批示;
(3)电动车从
(2)中平衡点出发,30秒钟内行驶到跷跷板末端B处(车头距跷跷板末端B不不不大于50mm);
(4)电动车在B点停止5秒后,1分钟内倒退回起始端A,完毕整个行程;
(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时间。
2.发挥某些
将配重固定在可调节范畴内任一指定位置,电动车完毕如下运动:
(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),电动车可以自动驶上跷跷板,如图3所示:
(2)电动车在跷跷板上获得平衡,给出明显平衡批示,保持平衡5秒钟以上;
(3)将另一块质量为电动车质量10%~20%块状配重放置在A至C间指定位置,电动车可以重新获得平衡,给出明显平衡批示,保持平衡5秒钟以上;
(4)电动车在3分钟之内完毕
(1)~(3)全过程。
(5)其她。
三、阐明
(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不不大于50mm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,使用参赛队自制跷跷板装置。
(4)容许在跷跷板和地面上采用引导办法,但不得影响跷跷板面和地面平整。
(5)电动车(含加在车体上其他装置)外形尺寸规定为:
长≤300mm,宽≤200mm。
(6)平衡定义为A、B两端与地面距离差d=∣dA-dB∣不不不大于40mm。
(7)整个行程约为1600mm减去车长。
(8)测试过程中不容许人为控制电动车运动。
(9)基本规定
(2)不能完毕时,可以跳过,但不能得分;发挥某些
(1)不能完毕时,可以直接从
(2)项开始,但是
(1)项不得分。
四、评分原则
设计报告
项目
重要内容
满分
系统方案
实现办法;方案论证;系统设计;构造框图
12
理论分析与计算
测量与控制办法;理论计算
13
电路与程序设计
检测与驱动电路设计
总体电路图
软件设计与工作流程图
12
成果分析
创新发挥;成果分析
8
设计报告构造及规范性
摘要;设计报告构造;图表规范性
5
总分
50
基本规定
实际制作完毕状况
50
发挥某些
完毕第
(1)项
10
完毕第
(2)项
15
完毕第(3)项
10
完毕第(4)项
5
其她
10
总分
50
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