全國大學生電子設計競賽1-8屆題目1

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全國大學生電子設計競賽歷屆題目第一屆（1994年）全國大學生電子設計競賽題目4題目一簡易數控直流電源4題目二多路數據采集系統(tǒng)5第二屆（1995年）全國大學生電子設計競賽題目6題目一實用低頻功率放大器6題目二實用信號源的設計和制作7題目三簡易無線電遙控系統(tǒng)7題目四簡易電阻、電容和電感測試儀9第三屆（1997年）全國大學生電子設計競賽題目9A題直流穩(wěn)定電源9B題簡易數字頻率計10C題水溫控制系統(tǒng)11D題調幅廣播收音機*12第四屆（1999年）全國大學生電子設計競賽題目13A題測量放大器13B題數字式工頻有效值多用表14C題頻率特性測試儀16D題短波調頻接收機17E題數字化語音存儲與回放系統(tǒng)18第五屆（2001年）全國大學生電子設計競賽題目19A題波形發(fā)生器19B題簡易數字存儲示波器20C題自動往返電動小汽車21D題高效率音頻功率放大器22E題數據采集與傳輸系統(tǒng)23F題調頻收音機24第六屆（2003年）全國大學生電子設計競賽題目25電壓控制LC振蕩器（A題）25寬帶放大器（B題）26低頻數字式相位測量儀（C題）28簡易邏輯分析儀（D題）29簡易智能電動車（E題）30液體點滴速度監(jiān)控裝置（F題）32第七屆（2005年）全國大學生電子設計競賽題目33正弦信號發(fā)生器（A題）33集成運放參數測試儀（B題）34簡易頻譜分析儀（C題）36單工無線呼叫系統(tǒng)（D題）37懸掛運動控制系統(tǒng)（E題）38數控直流電流源（F題）39三相正弦波變頻電源（G題）40第八屆（2007年）全國大學生電子設計競賽題目41音頻信號分析儀（A題）【本科組】4154 無線識別裝置（B題）【本科組】42數字示波器（C題）【本科組】44程控濾波器（D題）【本科組】45開關穩(wěn)壓電源（E題）【本科組】46電動車蹺蹺板（F題）【本科組】48積分式直流數字電壓表（G題）【高職高專組】50信號發(fā)生器（H題）【高職高專組】51可控放大器（I題）【高職高專組】52電動車蹺蹺板（J題）【高職高專組】5354 第一屆（1994年）全國大學生電子設計競賽題目題目一簡易數控直流電源一、設計任務設計出有一定輸出電壓范圍和功能的數控電源。其原理示意圖如下：二、設計要求1．基本要求　?。?）輸出電壓：范圍0～＋9.9V，步進0.1V，紋波不大于10mV；　?。?）輸出電流：500mA；　?。?）輸出電壓值由數碼管顯示；　?。?）由“＋”、“－”兩鍵分別控制輸出電壓步進增減；　?。?）為實現上述幾部件工作，自制一穩(wěn)壓直流電源，輸出±15V，＋5V。2．發(fā)揮部分　?。?）輸出電壓可預置在0～9.9V之間的任意一個值；　　（2）用自動掃描代替人工按鍵，實現輸出電壓變化（步進0.1V不變）；　　（3）擴展輸出電壓種類（比如三角波等）。三、評分意見　項目得分基本要求方案設計與論證、理論計算與分析、電路圖30實際完成情況50總結報告20發(fā)揮部分完成第一項5完成第二項15完成第三項20　題目二多路數據采集系統(tǒng)一、設計任務54 設計一個八路數據采集系統(tǒng)，系統(tǒng)原理框圖如下：主控器能對50米以外的各路數據，通過串行傳輸線（實驗中用1米線代替）進行采集的顯示和顯示。具體設計任務是：（1）現場模擬信號產生器?！　。?）八路數據采集器?！　。?）主控器。二、設計要求1．基本要求　?。?）現場模擬信號產生器：自制一正弦波信號發(fā)生器，利用可變電阻改變振蕩頻率，使頻率在200Hz～2kHz范圍變化，再經頻率電壓變換后輸出相應1～5V直流電壓（200Hz對應1V，2kHz對應5V）。　?。?）八路數據采集器：數據采集器第1路輸入自制1～5V直流電壓，第2～7路分別輸入來自直流源的5，4，3，2，1，0V直流電壓（各路輸入可由分壓器產生，不要求精度），第8路備用。將各路模擬信號分別轉換成8位二進制數字信號，再經并/串變換電路，用串行碼送入傳輸線路?！　。?）主控器：主控器通過串行傳輸線路對各路數據進行采集和顯示。采集方式包括循環(huán)采集（即1路、2路……8路、……1路）和選擇采集（任選一路）二種方式。顯示部分能同時顯示地址和相應的數據。2．發(fā)揮部分　?。?）利用電路補償或其它方法提高可變電阻值變化與輸出直流電壓變化的線性關系；　?。?）盡可能減少傳輸線數目；　?。?）其它功能的改進（例如：增加傳輸距離，改善顯示功能）。三、評分意見　項目得分基本要求方案設計與論證、理論計算與分析、電路圖30實際完成情況50總結報告20發(fā)揮部分完成第一項15完成第二項15完成第三項10第二屆（1995年）全國大學生電子設計競賽題目題目一實用低頻功率放大器一、任務設計并制作具有弱信號放大能力的低頻功率放大器。其原理示意圖如下：54 二、要求1．基本要求　?。?）在放大通道的正弦信號輸入電壓幅度為（5～700）mV，等效負載電阻RL為8Ω下，放大通道應滿足：　?、兕~定輸出功率POR≥10W；　?、趲払W≥（50～10000）Hz；　　③在POR下和BW內的非線性失真系數≤3%；　?、茉赑OR下的效率≥55%；　?、菰谇爸梅糯蠹壿斎攵私涣鞫探拥降貢r，RL=8Ω上的交流聲功率≤10mW。（2）自行設計并制作滿足本設計任務要求的穩(wěn)壓電源。2．發(fā)揮部分　　（1）放大器的時間響應　　①方波產生：由外供正弦信號源經變換電路產生正、負極性的對稱方波：頻率為1000Hz、上升時間≤　1μs、峰-峰值電壓為200mVpp?！　∮蒙鲜龇讲罘糯笸ǖ罆r，在RL=8Ω下，放大通道應滿足：　?、陬~定輸出功率POR≥10W；帶寬BW≥（50～10000）Hz；　　③在POR下輸出波形上升時間和下降時間≤12μs；　?、茉赑OR下輸出波形頂部斜降≤2%；　　⑤在POR下輸出波形過沖量≤5%。（2）放大通道性能指標的提高和實用功能的擴展（例如提高效率、減小非線性失真等）。三、評分意見　項目得分基本要求設計與總結報告：方案設計與論證，理論計算與分析，電路圖，測試方法與數據，結果分析50實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第一項20完成第二項10特色與創(chuàng)新20題目二實用信號源的設計和制作一、任務在給定±15V電源電壓條件下，設計并制作一個正弦波和脈沖波信號源。54 二、要求1．基本要求　?。?）正弦波信號源　?、傩盘栴l率：20Hz～20kHz步進調整，步長為5Hz　?、陬l率穩(wěn)定度：優(yōu)于10-4　?、鄯蔷€性失真系數≤3%　　（2）脈沖波信號源　?、傩盘栴l率：20Hz～20kHz步進調整，步長為5Hz　　②上升時間和下降時間：≤1μs　?、燮巾斝苯担骸?%　?、苊}沖占空比：2%～98%步進可調，步長為2%　?。?）上述兩個信號源公共要求　?、兕l率可預置。　?、谠谪撦d為600Ω時，輸出幅度為3V?！　、弁瓿?位頻率的數字顯示。2．發(fā)揮部分　?。?）正弦波和脈沖波頻率步長改為1Hz?！　。?）正弦波和脈沖波幅度可步進調整，調整范圍為100mV～3V，步長為100mV?！　。?）正弦波和脈沖波頻率可自動步進，步長為1Hz?！　。?）降低正弦波非線性失真系數。三、評分標準　項目得分基本要求設計與總結報告：方案設計與論證，理論計算與分析，電路圖，測試方法與數據，結果分析50實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第一項10完成第二項10完成第三項5完成第四項5特色與創(chuàng)新2054 題目三簡易無線電遙控系統(tǒng)一、任務設計并制作無線電遙控發(fā)射機和接收機。1．無線電遙控發(fā)射機2．無線電遙控接收機二、要求1．基本要求　?。?）工作頻率：fo=6～10MHz中任選一種頻率。　?。?）調制方式：AM、FM或FSK……任選一種。　?。?）輸出功率：不大于20mW（在標準75Ω假負載上）。　?。?）遙控對象：8個，被控設備用LED分別代替，LED發(fā)光表示工作。　?。?）接收機距離發(fā)射機不小于10m。2．發(fā)揮部分　?。?）8路設備中的一路為電燈，用指令遙控電燈亮度，亮度分為8級并用數碼管顯示級數。　?。?）在一定發(fā)射功率下（不大于20mW），盡量增大接收距離?！　。?）增加信道抗干擾措施?！　。?）盡量降低電源功耗?！　∽ⅲ翰荒懿捎矛F成的收、發(fā)信機整機。三、評分意見　項目得分基本要求設計與總結報告：方案設計與論證，理論計算與分析，電路圖，測試方法與數據，結果分析50實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項12完成第（2）項8完成第（3）項5完成第（4）項5特色與創(chuàng)新2054 題目四簡易電阻、電容和電感測試儀一、任務設計并制作一臺數字顯示的電阻、電容和電感參數測試儀，示意框圖如下：二、要求1．基本要求　?。?）測量范圍：電阻100Ω～1MΩ；電容100pF～10000pF；電感100μH～10mH?！　。?）測量精度：±5%?！　。?）制作4位數碼管顯示器，顯示測量數值，并用發(fā)光二極管分別指示所測元件的類型和單位。2．發(fā)揮部分　　（1）擴大測量范圍。　?。?）提高測量精度?！　。?）測量量程自動轉換。三、評分意見　項目得分基本要求設計與總結報告：方案設計與論證，理論計算與分析，電路圖，測試方法與數據，結果分析50實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項9完成第（2）項9完成第（3）項12特色與創(chuàng)新20第三屆（1997年）全國大學生電子設計競賽題目A題直流穩(wěn)定電源一、任務設計并制作交流變換為直流的穩(wěn)定電源。二、要求1．基本要求　?。?）穩(wěn)壓電源54 在輸入電壓220V、50Hz、電壓變化范圍＋15%～－20%條件下：　　a．輸出電壓可調范圍為+9V～+12V　　b．最大輸出電流為1.5A　　c．電壓調整率≤0.2%（輸入電壓220V變化范圍＋15%～－20%下，空載到滿載）　　d．負載調整率≤1%（最低輸入電壓下，滿載）　　e．紋波電壓（峰-峰值）≤5mV（最低輸入電壓下，滿載）　　f．效率≥40%（輸出電壓9V、輸入電壓220V下，滿載）　　g．具有過流及短路保護功能（2）穩(wěn)流電源在輸入電壓固定為＋12V的條件下：　　a．輸出電流：4～20mA可調　　b．負載調整率≤1%（輸入電壓＋12V、負載電阻由200Ω～300Ω變化時，輸出電流為20mA時的相對變化率）　?。?）DC-DC變換器在輸入電壓為+9V～+12V條件下：　　a．輸出電壓為+100V，輸出電流為10mA　　b．電壓調整率≤1%（輸入電壓變化范圍+9V～+12V）　　c．負載調整率≤1%（輸入電壓+12V下，空載到滿載）　　d．紋波電壓（峰-峰值）≤100mV（輸入電壓+9V下，滿載）2．發(fā)揮部分　?。?）擴充功能　　a．排除短路故障后，自動恢復為正常狀態(tài)　　b．過熱保護　　c．防止開、關機時產生的“過沖”　?。?）提高穩(wěn)壓電源的技術指標　　a．提高電壓調整率和負載調整率　　b．擴大輸出電壓調節(jié)范圍和提高最大輸出電流值　　（3）改善DC-DC變換器　　a．提高效率（在100V、100mA下）　　b．提高輸出電壓　?。?）用數字顯示輸出電壓和輸出電流三、評分意見　項目得分基本要求設計與總結報告：方案設計與論證，理論分析與計算，電路圖，測試方法與數據，對測試結果的分析50實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項9完成第（2）項15完成第（3）項6完成第（4）項10特色與創(chuàng)新10B題簡易數字頻率計一、任務設計并制作一臺數字顯示的簡易頻率計。二、要求54 1．基本要求　?。?）頻率測量　　a．測量范圍信號：方波、正弦波；幅度：0.5V～5V；頻率：1Hz～1MHz　　b．測量誤差≤0.1%　?。?）周期測量　　a．測量范圍信號：方波、正弦波；幅度：0.5V～5V；頻率：1Hz～1MHz　　b．測量誤差≤0.1%　?。?）脈沖寬度測量　　a．測量范圍信號：脈沖波；幅度：0.5V～5V；脈沖寬度≥100μs　　b．測量誤差≤1%　?。?）顯示器　　十進制數字顯示，顯示刷新時間1～10秒連續(xù)可調，對上述三種測量功能分別用不同顏色的發(fā)光二極管指示?！　。?）具有自校功能，時標信號頻率為1MHz?！　。?）自行設計并制作滿足本設計任務要求的穩(wěn)壓電源。2．發(fā)揮部分　　（1）擴展頻率測量范圍為0.1Hz～10MHz（信號幅度0.5V～5V），測量誤差降低為0.01%（最大閘門時間≤10s）?！　。?）測量并顯示周期脈沖信號（幅度0.5V～5V、頻率1Hz～1kHz）的占空比，占空比變化范圍為10%～90%，測量誤差≤1%?！　。?）在1Hz～1MHz范圍內及測量誤差≤1%的條件下，進行小信號的頻率測量，提出并實現抗干擾的措施。三、評分意見　項目得分基本要求設計與總結報告：方案設計與論證，理論分析與計算，電路圖，測試方法與數據，對測試結果的分析50實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項10完成第（2）項10完成第（3）項20特色與創(chuàng)新10C題水溫控制系統(tǒng)一、任務設計并制作一個水溫自動控制系統(tǒng)，控制對象為1升凈水，容器為搪瓷器皿。水溫可以在一定范圍內由人工設定，并能在環(huán)境溫度降低時實現自動控制，以保持設定的溫度基本不變。二、要求1．基本要求　?。?）溫度設定范圍為40～90℃，最小區(qū)分度為1℃，標定溫度≤1℃?！　。?）環(huán)境溫度降低時（例如用電風扇降溫）溫度控制的靜態(tài)誤差≤1℃。　?。?）用十進制數碼管顯示水的實際溫度。2．發(fā)揮部分　　（1）采用適當的控制方法，當設定溫度突變（由40℃提高到60℃54 ）時，減小系統(tǒng)的調節(jié)時間和超調量?！　。?）溫度控制的靜態(tài)誤差≤0.2℃?！　。?）在設定溫度發(fā)生突變（由40℃提高到60℃）時，自動打印水溫隨時間變化的曲線。三、評分意見　項目得分基本要求設計與總結報告：方案設計與論證，理論分析與計算，電路圖，測試方法與數據，對測試結果的分析50實際制作完成情況50發(fā)揮部分減小調節(jié)時間和超調量20溫度控制的靜態(tài)誤差≤0.2℃10實現打印曲線功能10特色與創(chuàng)新10D題調幅廣播收音機*一、任務利用所提供的元器件（附有資料）制作一個中波廣播收音機。二、要求1．基本要求　?。?）接收頻率范圍：540kHz～1600kHz；　　（2）調諧方式：手動電調諧；　　（3）輸出功率：≥100mW；　?。?）測量靈敏度、選擇性、鏡像抑制比和電調諧特性（測量時用信號發(fā)生器直接注入）；寫明測試方法，記錄實測值，畫出曲線。2．發(fā)揮部分　　（1）自動和手動搜索電臺并有存儲功能（可利用所提供的鎖相環(huán)器件，或其它方法實現）；　?。?）可預置電臺數目：預置電臺數目≥10個；　　（3）顯示預置電臺序號；　　（4）特色與創(chuàng)新（例如：提高性能指標，全機用單一+3V電源供電，節(jié)電，顯示電臺頻率等）。三、評分意見　項目得分基本要求設計與總結報告：方案設計與論證，理論分析與計算，電路圖，測試方法與測試數據，對測試結果的分析50實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項25完成第（2）項5完成第（3）項5完成第（4）項15四、說明1．電調諧特性是指輸入信號與變容二極管控制電壓之間的關系曲線。54 2．所提供的元器件清單（其它元器件自備）　　（1）調幅收音機單片機集成電路（帶有小功率放大器），型號：CX1600P/M；　?。?）調幅收音機輸入回路線圈和磁性天線；　?。?）變容二極管，型號：SVC341；　?。?）本振線圈；　?。?）用于電調諧的鎖相頻率合成器集成電路，型號：LC7218（可選件）；　?。?）7.2MHz晶體（可選件）。3．在設計報告前附一篇400字以內的報告摘要。*此題是全國專家組與SONY公司專家合作的命題，SONY公司提供了專用IC芯片和英文資料等。第四屆（1999年）全國大學生電子設計競賽題目A題測量放大器一、題目：測量放大器二、任務設計并制作一個測量放大器及所用的直流穩(wěn)壓電源。參見圖1。輸入信號VI取自橋式測量電路的輸出。當R1＝R2＝R3＝R4時，VI＝0。R2改變時，產生VI10的電壓信號。測量電路與放大器之間有1米長的連接線。三、要求1.?基本要求　　(1)??測量放大器　　a、?差模電壓放大倍數?AVD＝1～500，可手動調節(jié)；　　b、?最大輸出電壓為±10V，非線性誤差<0.5％；　　c、?在輸入共模電壓+7.5V～－7.5V范圍內，共模抑制比KCMR>105；　　d、?在AVD＝500時，輸出端噪聲電壓的峰－峰值小于1V；　　e、?通頻帶0～10Hz；　　f、直流電壓放大器的差模輸入電阻≥2MW（可不測試，由電路設計予以保證）。　　(2)??電源　　設計并制作上述放大器所用的直流穩(wěn)壓電源。由單相220V交流電壓供電。交流電壓變化范圍為＋10％～－15％?！　?3)?設計并制作一個信號變換放大器，參見圖2。將函數發(fā)生器單端輸出的正弦電壓信號不失真地轉換為雙端輸出信號，用作測量直流電壓放大器頻率特性的輸入信號。54 2.發(fā)揮部分（1）提高差模電壓放大倍數至AVD＝1000，同時減小輸出端噪聲電壓?！　。?）在滿足基本要求(1)中對輸出端噪聲電壓和共模抑制比要求的條件下，將通頻帶展寬為0～100Hz以上。　?。?）提高電路的共模抑制比?！　。?）差模電壓放大倍數AVD可預置并顯示，預置范圍1～1000，步距為1，同時應滿足基本要求(1)中對共模抑制比和噪聲電壓的要求。　?。?）其它（例如改善放大器性能的其它措施等）。四、評分意見?項目滿分基本要求設計與總結報告：方案設計與論證，理論分析與計算，電路圖，測試方法與數據，對測試結果的分析50實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第一項5完成第二項10完成第三項5完成第四項20特色與創(chuàng)新10五、說明直流電壓放大器部分只允許采用通用型集成運算放大器和必要的其它元器件組成，不能使用單片集成的測量放大器或其它定型的測量放大器產品。B題數字式工頻有效值多用表一、題目數字式工頻有效值多用表二、任務設計并制作一個能同時對一路工頻交流電（頻率波動范圍為50±1Hz、有失真的正弦波）的電壓有效值、電流有效值、有功功率、無功功率、功率因數進行測量的數字式多用表。參見附圖。54 三、要求1．基本要求　?。?）測量功能及量程范圍　　a、?交流電壓：0～500V；　　c、?有功功率：0～25kW；　　d、?無功功率：0～25kvar；　　e、?功率因數（有功功率/視在功率）：0～1?！　楸阌诒驹囶}的設計與制作，設定待測0～500V的交流電壓、0～50A的交流電流均已經相應的變換器轉換為0～5V的交流電壓?！　。?）準確度　　a、?顯示為位（0.000～4.999），有過量程指示；　　b、?交流電壓和交流電流：±（0.8％讀數＋5個字），例：當被測電壓為300V時，讀數誤差應小于±（0.8％×300V＋0.5V）＝±2.9V；　　c、?有功功率和無功功率：±（1.5％讀數＋8個字）；　　d、?功率因數：±0.01?！　。?）功能選擇：用按鍵選擇交流電壓、交流電流、有功功率、無功功率和功率因數的測量與顯示。2．發(fā)揮部分　?。?）用按鍵選擇電壓基波及總諧波的有效值測量與顯示。　?。?）具有量程自動轉換功能，當變換器輸出的電壓值小于0.5V時，能自動提高分辨力達0.01V?！　。?）用按鍵控制實現交流電壓、交流電流、有功功率、無功功率在測試過程中的最大值、最小值測量。　?。?）其它（例如擴展功能，提高性能）。四、評分意見?項?目滿分基本要求設計與總結報告：方案設計與論證，理論分析與計算，電路圖，測試方法與數據，對測試結果的分析50實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第一項14完成第二項14完成第三項10完成第四項12五、說明54 1．調試時可用函數發(fā)生器輸出的正弦信號電壓作為一路交流電壓信號；再經移相輸出代表同一路的電流信號。2．檢查交流電壓、交流電流有效值測量功能時，可采用函數發(fā)生器輸出的對稱方波信號。電壓基波、諧波的測試可用函數發(fā)生器輸出的對稱方波作為標準信號，測試結果應與理論值進行比較分析。C題頻率特性測試儀一、題目頻率特性測試儀二、任務設計并制作一個頻率特性測試系統(tǒng)，包含測試信號源、被測網絡、檢波及顯示三部分。三、要求1．基本要求　　（1）制作幅頻特性測試儀　　a、頻率范圍：100Hz～100kHz；　　b、頻率步進：10Hz；　　c、頻率穩(wěn)定度：10-4；　　d、測量精度：5％；　　e、能在全頻范圍和特定頻率范圍內自動步進測量，可手動預置測量范圍及步進頻率值；　　f、LED顯示，頻率顯示為5位，電壓顯示為3位，并能打印輸出?！　。?）制作一被測網絡　　a、?電路型式：阻容雙T網絡；　　b、?中心頻率：5kHz；　　c、?帶寬：±50Hz；　　d、?計算出網絡的幅頻和相頻特性，并繪制相位曲線；　　e、?用所制作的幅頻特性測試儀測試自制的被測網絡的幅頻特性。2．發(fā)揮部分　?。?）制作相頻特性測試儀　　a、?頻率范圍：500Hz～10kHz；　　b、?相位度數顯示：相位值顯示為三位，另以一位作符號顯示；　　c、?測量精度：3°?！　。?）用示波器顯示幅頻特性?！　。?）在示波器上同時顯示幅頻和相頻特性?！　。?）其它。四、評分意見?項目滿分基本要求設計與總結報告：方案設計與論證，理論分析與計算，電路圖，測試方法與數據，對測試結果的分析50實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第一項2054 完成第二項10完成第三項10完成第四項10五、說明??發(fā)揮部分(2)、(3)均用所制作的頻率特性測試儀測試自制的被測網絡的幅頻特性和相頻特性。D題短波調頻接收機一、題目短波調頻接收機二、任務設計并制作一個短波調頻接收機，方框圖如下：三、要求1．基本要求　　（1）接收頻率（f0）范圍：8MHz～10MHz；　?。?）接收信號為20Hz～1000Hz音頻調頻信號，頻偏為3kHz；　　（3）最大不失真輸出功率≥100mW(8W)；　?。?）接收靈敏度≤5mV；　?。?）通頻帶：f0±4kHz為－3dB；　　（6）選擇性：f0±10kHz為－30dB；　?。?）鏡像抑制比≥20dB。2．發(fā)揮部分　?。?）可實現多種自動程控頻率搜索模式（如全頻率范圍搜索，特定頻率范圍內搜索等），全頻率范圍搜索時間≤2分鐘；　　（2）能顯示接收頻率范圍內的調頻電臺載頻值，顯示載波頻率的誤差≤±5kHz；　?。?）進一步提高靈敏度；　?。?）可存儲已搜索到的電臺，存臺數不少于20；　　（5）其它。四、評分意見?項目滿分基本要求設計與總結報告：方案設計與論證，理論分析與計算，電路圖，測試方法與數據，對測試結果的分析50實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第一項20完成第二項554 完成第三項10完成第四項5特色與創(chuàng)新10E題數字化語音存儲與回放系統(tǒng)一、題目數字化語音存儲與回放系統(tǒng)二、任務設計并制作一個數字化語音存儲與回放系統(tǒng)，其示意圖如下：?三、要求1．基本要求　?。?）放大器1的增益為46dB，放大器2的增益為40dB，增益均可調；　?。?）帶通濾波器：通帶為300Hz～3.4kHz；　?。?）ADC：采樣頻率fs＝8kHz，字長＝8位；　　（4）語音存儲時間≥10秒；　　（5）DAC：變換頻率fc＝8kHz，字長＝8位；　?。?）回放語音質量良好。2．發(fā)揮部分在保證語音質量的前提下：　?。?）減少系統(tǒng)噪聲電平，增加自動音量控制功能；　　（2）語音存儲時間增加至20秒以上；　?。?）提高存儲器的利用率（在原有存儲容量不變的前提下，提高語音存儲時間）；　?。?）其它（例如：??校正等）。四、評分意見?項?目滿分基本要求設計與總結報告：方案設計與論證，理論分析與計算，電路圖，測試方法與數據，對測試結果的分析50實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第一項15完成第二項5完成第三項15完成第四項15五、說明不能使用單片語音專用芯片實現本系統(tǒng)。54 第五屆（2001年）全國大學生電子設計競賽題目A題波形發(fā)生器一、任務設計制作一個波形發(fā)生器，該波形發(fā)生器能產生正弦波、方波、三角波和由用戶編輯的特定形狀波形。示意圖如下：二、要求1．基本要求　?。?）具有產生正弦波、方波、三角波三種周期性波形的功能?！　。?）用鍵盤輸入編輯生成上述三種波形（同周期）的線性組合波形，以及由基波及其諧波（5次以下）線性組合的波形?！　。?）具有波形存儲功能。　　（4）輸出波形的頻率范圍為100Hz～20kHz（非正弦波頻率按10次諧波計算）；重復頻率可調，頻率步進間隔≤100Hz。　?。?）輸出波形幅度范圍0～5V（峰-峰值），可按步進0.1V（峰-峰值）調整。　?。?）具有顯示輸出波形的類型、重復頻率（周期）和幅度的功能。2．發(fā)揮部分　?。?）輸出波形頻率范圍擴展至100Hz～200kHz。　?。?）用鍵盤或其他輸入裝置產生任意波形。　?。?）增加穩(wěn)幅輸出功能，當負載變化時，輸出電壓幅度變化不大于±3%（負載電阻變化范圍：100Ω～∞）?！　。?）具有掉電存儲功能，可存儲掉電前用戶編輯的波形和設置?！　。?）可產生單次或多次（1000次以下）特定波形（如產生1個半周期三角波輸出）?！　。?）其它（如增加頻譜分析、失真度分析、頻率擴展>200kHz、掃頻輸出等功能）。三、評分標準　項目滿分基本要求設計與總結報告：方案比較、設計與論證，理論分析與計算，電路圖及有關設計文件，測試方法與儀器，測試數據及測試結果分析。50實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項10完成第（2）項10完成第（3）項10完成第（4）項554 完成第（5）項5完成第（6）項10B題簡易數字存儲示波器一、任務設計并制作一臺用普通示波器顯示被測波形的簡易數字存儲示波器，示意圖如下：二、要求1．基本要求（1）要求儀器具有單次觸發(fā)存儲顯示方式，即每按動一次“單次觸發(fā)”鍵，儀器在滿足觸發(fā)條件時，能對被測周期信號或單次非周期信號進行一次采集與存儲，然后連續(xù)顯示?！　。?）要求儀器的輸入阻抗大于100kΩ，垂直分辨率為32級/div，水平分辨率為20點/div；設示波器顯示屏水平刻度為10div，垂直刻度為8div?！　。?）要求設置0.2s/div、0.2ms/div、20μs/div三檔掃描速度，儀器的頻率范圍為DC～50kHz，誤差≤5%?！　。?）要求設置0.1V/div、1V/div二檔垂直靈敏度，誤差≤5%。　?。?）儀器的觸發(fā)電路采用內觸發(fā)方式，要求上升沿觸發(fā)、觸發(fā)電平可調?！　。?）觀測波形無明顯失真。2．發(fā)揮部分（1）增加連續(xù)觸發(fā)存儲顯示方式，在這種方式下，儀器能連續(xù)對信號進行采集、存儲并實時顯示，且具有鎖存（按“鎖存”鍵即可存儲當前波形）功能?！　。?）增加雙蹤示波功能，能同時顯示兩路被測信號波形。　?。?）增加水平移動擴展顯示功能，要求存儲深度增加一倍，并且能通過操作“移動”鍵顯示被存儲信號波形的任一部分?！　。?）垂直靈敏度增加0.01V/div檔，以提高儀器的垂直靈敏度，并盡力減小輸入短路時的輸出噪聲電壓。　?。?）其它。三、評分標準　項目滿分基本要求設計與總結報告：方案比較、設計與論證，理論分析與計算，電路圖及有關設計文件，測試方法與儀器，測試數據及測試結果分析。50實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項1554 完成第（2）項8完成第（3）項5完成第（4）項10完成第（5）項12四、說明測試過程中，不能對普通示波器進行操作和調整。C題自動往返電動小汽車一、任務設計并制作一個能自動往返于起跑線與終點線間的小汽車。允許用玩具汽車改裝，但不能用人工遙控（包括有線和無線遙控）。跑道寬度0.5m，表面貼有白紙，兩側有擋板，擋板與地面垂直，其高度不低于20cm。在跑道的B、C、D、E、F、G各點處畫有2cm寬的黑線，各段的長度如圖1所示。二、要求1．基本要求　?。?）車輛從起跑線出發(fā)（出發(fā)前，車體不得超出起跑線），到達終點線后停留10秒，然后自動返回起跑線（允許倒車返回）。往返一次的時間應力求最短（從合上汽車電源開關開始計時）?！　。?）到達終點線和返回起跑線時，停車位置離起跑線和終點線偏差應最?。ㄒ攒囕v中心點與終點線或起跑線中心線之間距離作為偏差的測量值）?！　。?）D～E間為限速區(qū)，車輛往返均要求以低速通過，通過時間不得少于8秒，但不允許在限速區(qū)內停車。2．發(fā)揮部分　?。?）自動記錄、顯示一次往返時間（記錄顯示裝置要求安裝在車上）。　?。?）自動記錄、顯示行駛距離（記錄顯示裝置要求安裝在車上）?！　。?）其它特色與創(chuàng)新。三、評分標準項目與指標滿分基本要求設計與總結報告：方案比較、設計與論證，理論分析與計算，電路圖及有關設計文件，測試方法與儀器，測試數據及測試結果分析。50實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項15完成第（2）項25完成第（3）項1054 四、說明（1）不允許在跑道內外區(qū)域另外設置任何標志或檢測裝置?！　。?）車輛（含在車體上附加的任何裝置）外圍尺寸的限制：長度≤35cm，寬度≤15cm。　?。?）必須在車身頂部明顯標出車輛中心點位置，即橫向與縱向兩條中心線的交點。D題高效率音頻功率放大器一、任務設計并制作一個高效率音頻功率放大器及其參數的測量、顯示裝置。功率放大器的電源電壓為+5V（電路其他部分的電源電壓不限），負載為8Ω電阻。二、要求1．基本要求　　（1）功率放大器　　　a．3dB通頻帶為300Hz～3400Hz，輸出正弦信號無明顯失真?！　　．最大不失真輸出功率≥1W?！　　．輸入阻抗>10k，電壓放大倍數1～20連續(xù)可調?！　　．低頻噪聲電壓（20kHz以下）≤10mv，在電壓放大倍數為10，輸入端對地交流短路時測量?！　　．在輸出功率500mW時測量的功率放大器效率（輸出功率/放大器總功耗）≥50%。（2）設計并制作一個放大倍數為1的信號變換電路，將功率放大器雙端輸出的信號轉換為單端輸出，經RC濾波供外接測試儀表用，如圖1所示。圖1中，高效率功率放大器組成框圖可參見本題第四項“說明”。（3）設計并制作一個測量放大器輸出功率的裝置，要求具有3位數字顯示，精度優(yōu)于5%。2．發(fā)揮部分　?。?）3dB通頻帶擴展至300Hz～20kHz?！　。?）輸出功率保持為200mW，盡量提高放大器效率。　?。?）輸出功率保持為200mW，盡量降低放大器電源電壓。　?。?）增加輸出短路保護功能?！　。?）其它。三、評分標準　項目滿分基本要求設計與總結報告：方案比較、設計與論證，理論分析與計算，電路圖及有關設計文件，測試方法與儀器，測試數據及測試結果分析。50實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項6完成第（2）項2554 完成第（3）項4完成第（4）項5完成第（5）項10四、說明1．采用開關方式實現低頻功率放大（即D類放大）是提高效率的主要途徑之一，D類放大原理框圖如圖2。本設計中如果采用D類放大方式，不允許使用D類功率放大集成電路。2．效率計算中的放大器總功耗是指功率放大器部分的總電流乘以供電電壓（+5V），不包括“基本要求”中第（2）、（3）項涉及的電路部分功耗。制作時要注意便于效率測試。3．在整個測試過程中，要求輸出波形無明顯失真。E題數據采集與傳輸系統(tǒng)一、任務設計制作一個用于8路模擬信號采集與單向傳輸系統(tǒng)。系統(tǒng)方框圖參見圖1。二、要求1．基本要求（1）被測電壓為8路0～5V分別可調的直流電壓。系統(tǒng)具有在發(fā)送端設定8路順序循環(huán)采集與指定某一路采集的功能。　?。?）采用8位A/D變換器?！　。?）采用3dB帶寬為30kHz～50kHz的帶通濾波器（帶外衰減優(yōu)于35dB/十倍頻程）作為模擬信道。　?。?）調制器輸出的信號峰-峰值vsp-p為0～1V可變，碼元速率16k波特（碼元/秒）；制作一個時鐘頻率可變的測試碼發(fā)生器（如0101…碼等），用于測試傳輸速率。　?。?）在接收端具有顯示功能，要求顯示被測路數和被測電壓值。54 2．發(fā)揮部分　　（1）設計制作一個用偽隨機碼形成的噪聲模擬發(fā)生器，偽隨機碼時鐘頻率為96kHz，周期為127位碼元，生成多項式采用。其輸出峰-峰值為0～1V連續(xù)可調?！　。?）設計一個加法電路，將調制器輸出與噪聲電壓相加送入模擬信道。在解調器輸入端測量信號與噪聲峰-峰值之比（），當其比值分別為1、3、5時，進行誤碼測試。測試方法：在8路順序循環(huán)采集模式下，監(jiān)視某一路的顯示，檢查接收數據的誤碼情況，監(jiān)視時間為1分鐘?！　。?）在（）=3時，盡量提高傳輸速率，用上述第（2）項的測試方法，檢查接收數據的誤碼情況?！　。?）其它（如自制用來定量測量系統(tǒng)誤碼的簡易誤碼率測試儀，其方框圖見圖2）。三、評分標準　項目滿分基本要求設計與總結報告：方案比較、設計與論證，理論分析與計算，電路圖及有關設計文件，測試方法與儀器，測試數據及測試結果分析。50實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項5完成第（2）項20完成第（3）項15完成第（4）項10F題調頻收音機一、任務用SONY公司提供的FM/AM收音機集成芯片CXA1019和鎖相頻率合成調諧集成芯片BU2614，制作一臺調頻收音機。二、要求1．基本要求　?。?）接收FM信號頻率范圍88MHz～108MHz。　?。?）調制信號頻率范圍100Hz～15000Hz，最大頻偏75kHz?！　。?）最大不失真輸出功率≥100mW（負載阻抗8Ω）?！　。?）接收機靈敏度≤1mV。　?。?）鏡像抑制性能優(yōu)于20dB?！　。?）能夠正常收聽FM廣播。54 2．發(fā)揮部分　?。?）可實現多種自動程序頻率搜索（如全頻率范圍搜索、指定頻率范圍內搜索等）?！　。?）能顯示接收頻率范圍內的調頻電臺載波頻率值，顯示載波頻率的誤差≤5kHz。　?。?）進一步提高靈敏度?！　。?）可存儲已搜索到的電臺，存儲電臺數不少于5個?！　。?）其它（如3V單電源整機供電、節(jié)能供電、時鐘顯示等）。三、評分標準　項目滿分基本要求設計與總結報告：方案比較、設計與論證，理論分析與計算，電路圖及有關設計文件，測試方法與儀器，測試數據及測試結果分析。50實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項20完成第（2）項5完成第（3）項10完成第（4）項5完成第（5）項10四、說明1．本題提供一組SONY公司的集成芯片和元件，包括：　　●FM/AM收音機集成芯片CXA1019；　　●鎖相頻率合成調諧集成芯片BU2614；　　●RF輸入帶通濾波器；　　●10.7MHz陶瓷帶通濾波器CF-2；　　●10.7MHz陶瓷諧振器CF-3）；　　●可調電容器；　　●變容二極管；　　●鎖相環(huán)所用的75kHz晶體。2．建議本振線圈與輸入回路線圈垂直安裝。第六屆（2003年）全國大學生電子設計競賽題目電壓控制LC振蕩器（A題）一、任務設計并制作一個電壓控制LC振蕩器。二、要求1、基本要求（1）振蕩器輸出為正弦波，波形無明顯失真。（2）輸出頻率范圍：15MHz～35MHz。（3）輸出頻率穩(wěn)定度：優(yōu)于10-3。（4）輸出電壓峰-峰值：Vp-p=1V±0.1V。（5）實時測量并顯示振蕩器輸出電壓峰-峰值，精度優(yōu)于10％。（6）可實現輸出頻率步進，步進間隔為1MHz±100kHz。54 2、發(fā)揮部分（1）進一步擴大輸出頻率范圍。（2）采用鎖相環(huán)進一步提高輸出頻率穩(wěn)定度，輸出頻率步進間隔為100kHz。（3）實時測量并顯示振蕩器的輸出頻率。（4）制作一個功率放大器，放大LC振蕩器輸出的30MHz正弦信號，限定使用E=12V的單直流電源為功率放大器供電，要求在50Ω純電阻負載上的輸出功率≥20mW，盡可能提高功率放大器的效率。（5）功率放大器負載改為50Ω電阻與20pF電容串聯，在此條件下50Ω電阻上的輸出功率≥20mW，盡可能提高放大器效率。（6）其它。三、評分標準?項目滿分基本要求設計與總結報告：方案比較、設計與論證，理論分析與計算，電路圖及有關設計文件，測試方法與儀器，測試數據及測試結果分析。50實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項5完成第（2）項15完成第（3）項5完成第（4）項10完成第（5）項10其它5四、說明1、需留出末級功率放大器電源電流IC0(或ID0)的測量端，用于測試功率放大器的效率。寬帶放大器（B題）一、任務設計并制作一個寬帶放大器。二、要求1、基本要求（1）輸入阻抗≥1kΩ；單端輸入，單端輸出；放大器負載電阻。（2）3dB通頻帶10kHz～6MHz，在20kHz～5MHz頻帶內增益起伏≤1dB。（3）最大增益≥40dB，增益調節(jié)范圍10dB～40dB（增益值6級可調，步進間隔6dB，增益預置值與實測值誤差的絕對值≤2dB），需顯示預置增益值。（4）最大輸出電壓有效值≥3V，數字顯示輸出正弦電壓有效值。（5）自制放大器所需的穩(wěn)壓電源。2、發(fā)揮部分（1）最大輸出電壓有效值≥6V。（2）最大增益≥58dB(3dB通頻帶10kHz～6MHz，在20kHz～5MHz頻帶內增益起伏≤1dB)，增益調節(jié)范圍10dB～58dB（增益值9級可調，步進間隔6dB，增益預置值與實測值誤差的絕對值≤2dB），需顯示預置增益值。（3）增加自動增益控制（AGC）功能，AGC范圍≥20dB，在AGC穩(wěn)定范圍內輸出電壓有效值應穩(wěn)定在4.5V≤Vo≤5.5V內（詳見說明4）。（4）輸出噪聲電壓峰-峰值VoN≤0.5V。（5）進一步擴展通頻帶、提高增益、提高輸出電壓幅度、擴大AGC范圍、減小增益調節(jié)步進間隔。54 （6）其它。三、評分標準?項目滿分基本要求設計與總結報告：方案比較、設計與論證，理論分析與計算，電路圖及有關設計文件，測試方法與儀器，測試數據及測試結果分析。50實際完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項10完成第（2）項12完成第（3）項7完成第（4）項2完成第（5）項16其它3四、說明1、基本要求部分第（3）項和發(fā)揮部分第（2）項的增益步進級數對照表如下：增益步進級數123456789預置增益值（dB）1016222834404652582、發(fā)揮部分第（4）項的測試條件為：輸入交流短路，增益為58dB。3、寬帶放大器幅頻特性測試框圖如下圖所示：4、AGC電路常用在接收機的中頻或視頻放大器中，其作用是當輸入信號較強時，使放大器增益自動降低；當信號較弱時，又使其增益自動增高，從而保證在AGC作用范圍內輸出電壓的均勻性，故AGC電路實質是一個負反饋電路。發(fā)揮部分第（4）項中涉及到的AGC功能的放大器的折線化傳輸特性示意圖如下所示；本題定義：AGC范圍=（dB）；要求輸出電壓有效值穩(wěn)定在4.5V≤Vo≤5.5V范圍內，即VoL≥4.5V、VoH≤5.5V。低頻數字式相位測量儀（C題）一、任務設計并制作一個低頻相位測量系統(tǒng)，包括相位測量儀、數字式移相信號發(fā)生器和移相網絡三部分，示意圖如下：54 二、要求1、基本要求（1）設計并制作一個相位測量儀（參見圖1）a．頻率范圍：20Hz～20kHz。b．相位測量儀的輸入阻抗≥100k。c．允許兩路輸入正弦信號峰-峰值可分別在1V～5V范圍內變化。d．相位測量絕對誤差≤2°。e．具有頻率測量及數字顯示功能。f．相位差數字顯示：相位讀數為0o~359.9o，分辨力為0.1°。（2）參考圖2制作一個移相網絡a．輸入信號頻率：100Hz、1kHz、10kHz。b．連續(xù)相移范圍：－45°～＋45°。c．A＇、B＇輸出的正弦信號峰-峰值可分別在0.3V～5V范圍內變化。2．發(fā)揮部分（1）設計并制作一個數字式移相信號發(fā)生器（圖3），用以產生相位測量儀所需的輸入正弦信號，要求：a．頻率范圍：20Hz～20kHz，頻率步進為20Hz，輸出頻率可預置。b．A、B輸出的正弦信號峰-峰值可分別在0.3V～5V范圍內變化。c．相位差范圍為0～359°，相位差步進為1°，相位差值可預置。d．數字顯示預置的頻率、相位差值。（2）在保持相位測量儀測量誤差和頻率范圍不變的條件下，擴展相位測量儀輸入正弦電壓峰-峰值至0.3V～5V范圍。（3）用數字移相信號發(fā)生器校驗相位測量儀，自選幾個頻點、相位差值和不同幅度進行校驗。（4）其它。三、評分標準?項目滿分54 基本要求設計與總結報告：方案比較、設計與論證，理論分析與計算，電路圖及有關設計文件，測試方法與儀器，測試數據及測試結果分析。50實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項22完成第（2）項6完成第（3）項12其它10四、說明1、移相網絡的器件和元件參數自行選擇，也可以自行設計不同于圖2的移相網絡。2、基本要求（2）項中，當輸入信號頻率不同時，允許切換移相網絡中的元件。3、相位測量儀和數字移相信號發(fā)生器互相獨立，不允許共用控制與顯示電路。簡易邏輯分析儀（D題）一、任務設計并制作一個8路數字信號發(fā)生器與簡易邏輯分析儀，其結構框圖如圖1所示：二、要求二、要求1、基本要求（1）制作數字信號發(fā)生器能產生8路可預置的循環(huán)移位邏輯信號序列，輸出信號為TTL電平，序列時鐘頻率為100Hz，并能夠重復輸出。邏輯信號序列示例如圖2所示。（2）制作簡易邏輯分析儀a．具有采集8路邏輯信號的功能，并可設置單級觸發(fā)字。信號采集的觸發(fā)條件為各路被測信號電平與觸發(fā)字所設定的邏輯狀態(tài)相同。在滿足觸發(fā)條件時，能對被測信號進行一次采集、存儲。b．能利用模擬示波器清晰穩(wěn)定地顯示所采集到的8路信號波形，并顯示觸發(fā)點位置。c．8位輸入電路的輸入阻抗大于50kΩ，其邏輯信號門限電壓可在0.25~4V范圍內按16級變化，以適應各種輸入信號的邏輯電平。d．每通道的存儲深度為20bit。54 圖2重復輸出循環(huán)移位邏輯序列000001012．發(fā)揮部分（1）能在示波器上顯示可移動的時間標志線，并采用LED或其它方式顯示時間標志線所對應時刻的8路輸入信號邏輯狀態(tài)。（2）簡易邏輯分析儀應具備3級邏輯狀態(tài)分析觸發(fā)功能，即當連續(xù)依次捕捉到設定的3個觸發(fā)字時，開始對被測信號進行一次采集、存儲與顯示，并顯示觸發(fā)點位置。3級觸發(fā)字可任意設定（例如：在8路信號中指定連續(xù)依次捕捉到兩路信號11、01、00作為三級觸發(fā)狀態(tài)字）。（3）觸發(fā)位置可調（即可選擇顯示觸發(fā)前、后所保存的邏輯狀態(tài)字數）。（4）其它（如增加存儲深度后分頁顯示等）。三、評分標準?項目滿分??基本要求設計與總結報告：方案比較、設計與論證，理論分析與計算，電路圖及有關設計文件，測試方法與儀器，測試數據及測試結果分析?50實際制作完成情況50??發(fā)揮部分完成第（1）項18完成第（2）項18完成第（3）項5其它9四、說明1、系統(tǒng)結構框圖中的跳接線必須采取可靈活改變的接插方式。2、數字信號的采集時鐘可采用來自數字信號發(fā)生器的時鐘脈沖clock。3、測試開始后，參賽者不能對示波器進行任何調整操作。4、題中涉及的“字”均為多位邏輯狀態(tài)。如圖2中縱向第一個字為一個8位邏輯狀態(tài)字（00000101），而發(fā)揮部分中的3級觸發(fā)字為2位邏輯狀態(tài)。簡易智能電動車（E題）一、任務設計并制作一個簡易智能電動車，其行駛路線示意圖如下：54 ?二、要求1、基本要求（1）電動車從起跑線出發(fā)（車體不得超過起跑線），沿引導線到達B點。在“直道區(qū)”鋪設的白紙下沿引導線埋有1~3塊寬度為15cm、長度不等的薄鐵片。電動車檢測到薄鐵片時需立即發(fā)出聲光指示信息，并實時存儲、顯示在“直道區(qū)”檢測到的薄鐵片數目。（2）電動車到達B點以后進入“彎道區(qū)”，沿圓弧引導線到達C點（也可脫離圓弧引導線到達C點）。C點下埋有邊長為15cm的正方形薄鐵片，要求電動車到達C點檢測到薄鐵片后在C點處停車5秒，停車期間發(fā)出斷續(xù)的聲光信息。（3）電動車在光源的引導下，通過障礙區(qū)進入停車區(qū)并到達車庫。電動車必須在兩個障礙物之間通過且不得與其接觸。（4）電動車完成上述任務后應立即停車，但全程行駛時間不能大于90秒，行駛時間達到90秒時必須立即自動停車。2、發(fā)揮部分（1）電動車在“直道區(qū)”行駛過程中，存儲并顯示每個薄鐵片（中心線）至起跑線間的距離。（2）電動車進入停車區(qū)域后，能進一步準確駛入車庫中，要求電動車的車身完全進入車庫。（3）停車后，能準確顯示電動車全程行駛時間。（4）其它。三、評分標準?項目滿分基本要求設計與總結報告：方案比較、設計與論證，理論分析與計算，電路圖及有關設計文件，測試方法與儀器，測試數據及測試結果分析50實際完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項15完成第（2）項17完成第（3）項8其它10四、說明1、跑道上面鋪設白紙，薄鐵片置于紙下，鐵片厚度為0.5～1.0mm。54 2、跑道邊線寬度5cm，引導線寬度2cm，可以涂墨或粘黑色膠帶。示意圖中的虛線和尺寸標注線不要繪制在白紙上。3、障礙物1、2可由包有白紙的磚組成，其長、寬、高約為50cm12cm6cm，兩個障礙物分別放置在障礙區(qū)兩側的任意位置。4、電動車允許用玩具車改裝，但不能由人工遙控，其外圍尺寸（含車體上附加裝置）的限制為：長度≤35cm，寬度≤15cm。5、光源采用200W白熾燈，白熾燈泡底部距地面20cm，其位置如圖所示。6、要求在電動車頂部明顯標出電動車的中心點位置，即橫向與縱向兩條中心線的交點。液體點滴速度監(jiān)控裝置（F題）一、任務?設計并制作一個液體點滴速度監(jiān)測與控制裝置，示意圖如右圖所示。二、要求1、基本要求（1）在滴斗處檢測點滴速度，并制作一個數顯裝置，能動態(tài)顯示點滴速度（滴/分）。（2）通過改變h2控制點滴速度，如右圖所示；也可以通過控制輸液軟管夾頭的松緊等其它方式來控制點滴速度。點滴速度可用鍵盤設定并顯示，設定范圍為20~150(滴/分)，控制誤差范圍為設定值10%1滴。（3）調整時間≤3分鐘（從改變設定值起到點滴速度基本穩(wěn)定，能人工讀出數據為止）。（4）當h1降到警戒值（2~3cm）時，能發(fā)出報警信號。2、發(fā)揮部分設計并制作一個由主站控制16個從站的有線監(jiān)控系統(tǒng)。16個從站中，只有一個從站是按基本要求制作的一套點滴速度監(jiān)控裝置，其它從站為模擬從站(僅要求制作一個模擬從站)。（1）主站功能：a．具有定點和巡回檢測兩種方式。b．可顯示從站傳輸過來的從站號和點滴速度。c．在巡回檢測時，主站能任意設定要查詢的從站數量、從站號和各從站的點滴速度。d．收到從站發(fā)來的報警信號后，能聲光報警并顯示相應的從站號；可用手動方式解除報警狀態(tài)。（2）從站功能：a．能輸出從站號、點滴速度和報警信號；從站號和點滴速度可以任意設定。b．接收主站設定的點滴速度信息并顯示。c．對異常情況進行報警。（3）主站和從站間的通信方式不限，通信協(xié)議自定，但應盡量減少信號傳輸線的數量。（4）其它。三、評分標準?項目滿分基本要求設計與總結報告：方案比較、設計與論證，理論分析與計算，電路圖及有關設計文件，測試方法與儀器，測試數據及測試結果分析。50實際制作完成情況5054 發(fā)揮部分完成第（1）項22完成第（2）項13完成第（3）項5其它10四、說明1、控制電機類型不限，其安裝位置及安裝方式自定。2、儲液瓶用醫(yī)用250毫升注射液玻璃瓶（瓶中為無色透明液體）。3、受液瓶用1.25升的飲料瓶。4、點滴器采用針柄顏色為深藍色的醫(yī)用一次性輸液器（滴管滴出20點蒸餾水相當于1ml±0.1ml）。5、賽區(qū)測試時，僅提供醫(yī)用移動式點滴支架，其高度約1.8m，也可自帶支架；測試所需其它設備自備。6、滴速夾在測試開始后不允許調節(jié)。7、發(fā)揮部分第（2）項從站功能中，c中的“異常情況”自行確定。第七屆（2005年）全國大學生電子設計競賽題目正弦信號發(fā)生器（A題）一、任務設計制作一個正弦信號發(fā)生器。二、要求1、基本要求（1）正弦波輸出頻率范圍：1kHz～10MHz；（2）具有頻率設置功能，頻率步進：100Hz；（3）輸出信號頻率穩(wěn)定度：優(yōu)于10-4；（4）輸出電壓幅度：在負載電阻上的電壓峰-峰值Vopp≥1V；（5）失真度：用示波器觀察時無明顯失真。2、發(fā)揮部分在完成基本要求任務的基礎上，增加如下功能：（1）增加輸出電壓幅度：在頻率范圍內負載電阻上正弦信號輸出電壓的峰-峰值Vopp=6V±1V；（2）產生模擬幅度調制(AM)信號：在1MHz~10MHz范圍內調制度ma可在10%～100%之間程控調節(jié)，步進量10%，正弦調制信號頻率為1kHz，調制信號自行產生；（3）產生模擬頻率調制(FM)信號：在100kHz~10MHz頻率范圍內產生10kHz最大頻偏，且最大頻偏可分為5kHz/10kHz二級程控調節(jié)，正弦調制信號頻率為1kHz，調制信號自行產生；（4）產生二進制PSK、ASK信號：在100kHz固定頻率載波進行二進制鍵控，二進制基帶序列碼速率固定為10kbps，二進制基帶序列信號自行產生；（5）其他。三、評分標準項目滿分基本要求設計與總結報告：方案比較，理論分析與計算，電路圖及有關設計文件，測試方法與儀器，測試數據及測試結果分析50實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項1254 完成第（2）項10完成第（3）項13完成第（4）項10其他5集成運放參數測試儀（B題）一、任務設計并制作一臺能測試通用型集成運算放大器參數的測試儀，示意圖如圖1所示。圖1二、要求1、基本要求（1）能測試VIO(輸入失調電壓)、IIO(輸入失調電流)、AVD(交流差模開環(huán)電壓增益)和KCMR(交流共模抑制比)四項基本參數，顯示器最大顯示數為3999；（2）各項被測參數的測量范圍及精度如下(被測運放的工作電壓為±15V)：VIO：測量范圍為0～40mV（量程為4mV和40mV），誤差絕對值小于3%讀數+1個字；IIO：測量范圍為0～4μA（量程為0.4μA和4μA），誤差絕對值小于3%讀數+1個字；AVD：測量范圍為60dB～120dB，測試誤差絕對值小于3dB；KCMR：測量范圍為60dB～120dB，測試誤差絕對值小于3dB；（3）測試儀中的信號源(自制)用于AVD、KCMR參數的測量，要求信號源能輸出頻率為5Hz、輸出電壓有效值為4V的正弦波信號，頻率與電壓值誤差絕對值均小于1%；（4）按照本題附錄提供的符合GB3442-82的測試原理圖(見圖2~圖4)，再制作一組符合該標準的測試VIO、IIO、AVD和KCMR參數的測試電路，以此測試電路的測試結果作為測試標準，對制作的運放參數測試儀進行標定。2、發(fā)揮部分（1）增加電壓模運放BWG(單位增益帶寬)參數測量功能，要求測量頻率范圍為100kHz～3.5MHz，測量時間≤10秒，頻率分辨力為1kHz；為此設計并制作一個掃頻信號源，要求輸出頻率范圍為40kHz～4MHz，頻率誤差絕對值小于1%；輸出電壓的有效值為2V±0.2V；（2）增加自動測量(含自動量程轉換)功能。該功能啟動后，能自動按VIO、IIO、AVD、KCMR和BWG的順序測量、顯示并打印以上5個參數測量結果；（3）其他。三、評分標準項目滿分基本要求設計與總結報告：方案比較、設計與論證，理論分析與計算，電路圖及有關設計文件，測試方法與儀器，測試數據及測試結果分析。5054 實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項30完成第（2）項15其他5四、說明1、為了制作方便，被測運放的型號選定為8引腳雙列直插的電壓模運放F741(LM741、μA741、F007等)通用型運算放大器；2、為了測試方便，自制的信號源應預留測量端子；3、測試時用到的打印機自帶。附錄：參照GB3442-82標準，VIO、IIO、AVD和KCMR參數的測試原理圖分別如圖2、圖3和圖4所示。圖3和圖4中的信號源可采用現成的信號源。為了保證測試精度，外接測試儀表（信號源和數字電壓表）的精度應比自制的運放參數測試儀的精度高一個數量級。（1）VIO、IIO電參數測試原理圖圖2①在K1、K2閉合時，測得輔助運放的輸出電壓記為VL0，則有：②在K1、K2閉合時，測得輔助運放的輸出電壓記為VL0；在K1、K2斷開時，測得輔助運放的輸出電壓記為VL1，則有：（2）AVD電參數的測試原理與測試原理圖圖354 設信號源輸出電壓為VS，測得輔助運放輸出電壓為VL0，則有（3）KCMR電參數的測試原理與測試原理圖圖4設信號源輸出電壓為VS，測得輔助運放輸出電壓為VL0，則有附錄說明1、測試采用了輔助放大器測試方法。要求輔助運放的開環(huán)增益大于60dB，輸入失調電壓和失調電流值??；2、為了保證測試精度，要求對R、Ri、Rf的阻值準確測量，R1、R2的阻值盡可能一致；IIO與R的乘積遠大于VIO；IIO與Ri//Rf的乘積應遠小于VIO。測試電路中的電阻值建議?。篟i=100Ω、Rf=20kW～100kW、R1=R2=30kW、RL=10kΩ、R=1MΩ；3、建議圖3、4中使用的信號源輸出為正弦波信號，頻率為5Hz、輸出電壓有效值為4V。簡易頻譜分析儀（C題）一、任務采用外差原理設計并實現頻譜分析儀，其參考原理框圖如下圖所示。混頻器放大器示波器本機振蕩器掃頻發(fā)生器信號處理電路顯示電路輸入XY檢波器濾波器二、要求54 1、基本要求（1）頻率測量范圍為10MHz~30MHz；（2）頻率分辨力為10kHz，輸入信號電壓有效值為20mV±5mV，輸入阻抗為50Ω；（3）可設置中心頻率和掃頻寬度；（4）借助示波器顯示被測信號的頻譜圖，并在示波器上標出間隔為1MHz的頻標。2、發(fā)揮部分頻率測量范圍擴展至1MHz~30MHz；具有識別調幅、調頻和等幅波信號及測定其中心頻率的功能，采用信號發(fā)生器輸出的調幅、調頻和等幅波信號作為外差式頻譜分析儀的輸入信號，載波可選擇在頻率測量范圍內的任意頻率值，調幅波調制度ma=30%，調制信號頻率為20kHz；調頻波頻偏為20kHz，調制信號頻率為1kHz；其他。三、評分標準項目滿分基本要求設計與總結報告：方案比較、設計與論證，理論分析與計算，電路圖及有關設計文件，測試方法與儀器，測試數據及測試結果分析。50實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第(1)項20完成第(2)項20其他10四、說明1、原理框圖中虛線框內的“信號處理電路”和“顯示電路”兩模塊適用于發(fā)揮部分(2)，可以采用模擬或數字方式實現；2、制作與測試過程中，該頻譜分析儀對電壓值的標定采用對比法，即首先輸入幅度為已知的正弦信號(如：電壓有效值為20mV，頻率為10MHz的正弦信號)，以其在原理框圖中示波器縱軸顯示的高度確定該頻譜分析儀的電壓標尺。單工無線呼叫系統(tǒng)（D題）一、任務設計并制作一個單工無線呼叫系統(tǒng)，實現主站至從站間的單工語音及數據傳輸業(yè)務。二、要求1、基本要求（1）設計并制作一個主站，傳送一路語音信號，其發(fā)射頻率在30MHz~40MHz之間自行選擇，發(fā)射峰值功率不大于20mW(50W假負載電阻上測定)，射頻信號帶寬及調制方式自定，主站傳送信號的輸入采用話筒和線路輸入兩種方式；（2）設計并制作一個從站，其接收頻率與主站相對應，從站必須采用電池組供電，用耳機收聽語音信號；（3）當傳送信號為300Hz~3400Hz的正弦波時，去掉收、發(fā)天線，用一個功率衰減20dB左右的衰減器連接主、從站天線端子，通過示波器觀察從站耳機兩端的接收波形，波形應無明顯失真；（4）主、從站室內通信距離不小于5米，題目中的通信距離是指主、從站兩設備(含天線)間的最近距離；（5）主、從站收發(fā)天線采用拉桿天線或導線，長度小于等于1米。2、發(fā)揮部分（1）從站數量擴展至8個(實際制作1個從站)，構成一點對多點的單工無線呼叫系統(tǒng)。要求從站號碼可任意改變，主站具有撥號選呼和群呼功能；（2）增加英文短信的數據傳輸業(yè)務，實現主站英文短信的輸入發(fā)送和從站英文短信的接收顯示功能；54 （3）當發(fā)射峰值功率不大于20mW時，盡可能地加大主、從站間的通信距離。（4）其他。三、評分標準項目滿分基本要求設計與總結報告：方案比較、設計與論證，理論分析與計算，電路圖及有關設計文件，測試方法與儀器，測試數據及測試結果分析。50實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項15完成第（2）項15完成第（3）項15其他5四、說明1、主站需留出末級功率放大器發(fā)射功率的測量端，用于接入50W假負載電阻，以測試發(fā)射功率；2、為測試方便，作品中使用的衰減器（可以自制），應與作品一起封裝上交。懸掛運動控制系統(tǒng)（E題）一、任務設計一電機控制系統(tǒng)，控制物體在傾斜（仰角≤100度）的板上運動。在一白色底板上固定兩個滑輪，兩只電機（固定在板上）通過穿過滑輪的吊繩控制一物體在板上運動，運動范圍為80cm×100cm。物體的形狀不限，質量大于100克。物體上固定有淺色畫筆，以便運動時能在板上畫出運動軌跡。板上標有間距為1cm的淺色坐標線（不同于畫筆顏色），左下角為直角坐標原點,示意圖如下。二、要求1、基本要求：54 （1）控制系統(tǒng)能夠通過鍵盤或其他方式任意設定坐標點參數；（2）控制物體在80cm×100cm的范圍內作自行設定的運動，運動軌跡長度不小于100cm，物體在運動時能夠在板上畫出運動軌跡，限300秒內完成；（3）控制物體作圓心可任意設定、直徑為50cm的圓周運動，限300秒內完成；（4）物體從左下角坐標原點出發(fā)，在150秒內到達設定的一個坐標點(兩點間直線距離不小于40cm)。2、發(fā)揮部分（1）能夠顯示物體中畫筆所在位置的坐標；（2）控制物體沿板上標出的任意曲線運動(見示意圖)，曲線在測試時現場標出，線寬1.5cm～1.8cm，總長度約50cm，顏色為黑色；曲線的前一部分是連續(xù)的，長約30cm；后一部分是兩段總長約20cm的間斷線段，間斷距離不大于1cm；沿連續(xù)曲線運動限定在200秒內完成，沿間斷曲線運動限定在300秒內完成；（3）其他。三、評分標準項目滿分基本要求設計與總結報告：方案比較、設計與論證，理論分析與計算，電路圖及有關設計文件，測試方法與儀器，測試數據及測試結果分析。50實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第(1)項10完成第(2)項中連續(xù)線段運動14完成第(2)項中斷續(xù)線段運動16其他10四、說明1、物體的運動軌跡以畫筆畫出的痕跡為準，應盡量使物體運動軌跡與預期軌跡吻合，同時盡量縮短運動時間；2、若在某項測試中運動超過限定的時間，該項目不得分；3、運動軌跡與預期軌跡之間的偏差超過4cm時，該項目不得分；4、在基本要求(3)、(4)和發(fā)揮部分(2)中，物體開始運動前，允許手動將物體定位；開始運動后，不能再人為干預物體運動；5、競賽結束時，控制系統(tǒng)封存上交賽區(qū)組委會，測試用板(板上含空白坐標紙)測試時自帶。數控直流電流源（F題）一、任務鍵盤控制器電流源負載顯示器電源設計并制作數控直流電流源。輸入交流200～240V，50Hz；輸出直流電壓≤10V。其原理示意圖如下所示。二、要求1、基本要求（1）輸出電流范圍：200mA～2000mA；（2）可設置并顯示輸出電流給定值，要求輸出電流與給定值偏差的絕對值≤給定值的1％+10mA；（3）具有“+”、“-”步進調整功能，步進≤10mA；54 （4）改變負載電阻，輸出電壓在10V以內變化時，要求輸出電流變化的絕對值≤輸出電流值的1％+10mA；（5）紋波電流≤2mA；（6）自制電源。2、發(fā)揮部分（1）輸出電流范圍為20mA～2000mA，步進1mA；（2）設計、制作測量并顯示輸出電流的裝置(可同時或交替顯示電流的給定值和實測值)，測量誤差的絕對值≤測量值的0.1％+3個字；（3）改變負載電阻，輸出電壓在10V以內變化時，要求輸出電流變化的絕對值≤輸出電流值的0.1％+1mA；（4）紋波電流≤0.2mA；（5）其他。三、評分標準項目滿分基本要求設計與總結報告：方案比較、設計與論證，理論分析與計算，電路圖及有關設計文件，測試方法與儀器，測試數據及測試結果分析。50實際完成情況50發(fā)揮部分完成第(1)項4完成第(2)項20完成第(3)項16完成第(4)項5其他5四、說明1、需留出輸出電流和電壓測量端子；2、輸出電流可用高精度電流表測量；如果沒有高精度電流表，可在采樣電阻上測量電壓換算成電流；3、紋波電流的測量可用低頻毫伏表測量輸出紋波電壓，換算成紋波電流。三相正弦波變頻電源（G題）一、任務設計并制作一個三相正弦波變頻電源，輸出線電壓有效值為36V，最大負載電流有效值為3A，負載為三相對稱阻性負載(Y接法)。變頻電源框圖如下圖所示。二、要求1、基本要求（1）輸出頻率范圍為20Hz～100Hz的三相對稱交流電，各相電壓有效值之差小于0.5V；（2）輸出電壓波形應盡量接近正弦波，用示波器觀察無明顯失真；（3）當輸入電壓為198V～242V，負載電流有效值為0.5～3A時，輸出線電壓有效值應保持在36V，誤差的絕對值小于5%；（4）具有過流保護(輸出電流有效值達3.6A時動作)、負載缺相保護及負載不對稱保護(54 三相電流中任意兩相電流之差大于0.5A時動作)功能，保護時自動切斷輸入交流電源。2、發(fā)揮部分（1）當輸入電壓為198V～242V，負載電流有效值為0.5～3A時，輸出線電壓有效值應保持在36V，誤差的絕對值小于1%；（2）設計制作具有測量、顯示該變頻電源輸出電壓、電流、頻率和功率的電路，測量誤差的絕對值小于5%；（3）變頻電源輸出頻率在50Hz以上時，輸出相電壓的失真度小于5%；（4）其他。三、評分標準?項目滿分基本要求設計與總結報告：方案比較、設計與論證，理論分析與計算，電路圖及有關設計文件，測試方法與儀器，測試數據及測試結果分析50實際完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項10完成第（2）項24完成第（3）項11其它5四、說明1、在調試過程中，要注意安全；2、不能使用產生SPWM（正弦波脈寬調制）波形的專用芯片；3、必要時，可以在隔離變壓器前使用自耦變壓器調整輸入電壓，可用三相電阻箱模擬負載；4、測量失真度時，應注意輸入信號的衰減以及與失真度儀的隔離等問題；5、輸出功率可通過電流、電壓的測量值計算。第八屆（2007年）全國大學生電子設計競賽題目音頻信號分析儀（A題）【本科組】一、任務設計、制作一個可分析音頻信號頻率成分，并可測量正弦信號失真度的儀器。二、要求1．基本要求（1）輸入阻抗：50Ω（2）輸入信號電壓范圍（峰-峰值）：100mV～5V（3）輸入信號包含的頻率成分范圍：200Hz～10kHz（4）頻率分辨力：100Hz（可正確測量被測信號中，頻差不小于100Hz的頻率分量的功率值。）（5）檢測輸入信號的總功率和各頻率分量的頻率和功率，檢測出的各頻率分量的功率之和不小于總功率值的95%；各頻率分量功率測量的相對誤差的絕對值小于10%，總功率測量的相對誤差的絕對值小于5%。（6）分析時間：5秒。應以5秒周期刷新分析數據，信號各頻率分量應按功率大小依次存儲并可回放顯示，同時實時顯示信號總功率和至少前兩個頻率分量的頻率值和功率值，并設暫停鍵保持顯示的數據。2．發(fā)揮部分（1）擴大輸入信號動態(tài)范圍，提高靈敏度。（2）輸入信號包含的頻率成分范圍：20Hz～10kHz。54 （3）增加頻率分辨力20Hz檔。（4）判斷輸入信號的周期性，并測量其周期。（5）測量被測正弦信號的失真度。（6）其他。三、說明1．電源可用成品，必須自備，亦可自制。2．設計報告正文中應包括系統(tǒng)總體框圖、核心電路原理圖、主要流程圖、主要的測試結果。完整的電路原理圖、重要的源程序、和完整的測試結果用附件給出。四、評分標準設計報告項目主要內容分數系統(tǒng)方案比較與選擇方案描述5理論分析與計算放大器設計功率譜測量方法周期性判斷方法15電路與程序設計電路設計程序設計10測試方案與測試結果測試方案及測試條件測試結果完整性測試結果分析12設計報告結構及規(guī)范性摘要設計報告正文的結構圖表的規(guī)范性8總分50基本要求實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項10完成第（2）項10完成第（3）項10完成第（4）項10完成第（5）項5其他5總分50無線識別裝置（B題）【本科組】一、任務設計制作一套無線識別裝置。該裝置由閱讀器、應答器和耦合線圈組成，其方框圖參見圖1。閱讀器能識別應答器的有無、編碼和存儲信息。54 D閱讀器應答器耦合線圈耦合線圈外接單電源圖1無線識別裝置方框圖裝置中閱讀器、應答器均具有無線傳輸功能，頻率和調制方式自由選定。不得使用現有射頻識別卡或用于識別的專用芯片。裝置中的耦合線圈為圓形空芯線圈，用直徑不大于1mm的漆包線或有絕緣外皮的導線密繞10圈制成。線圈直徑為6.6±0.5cm（可用直徑6.6cm左右的易拉罐作為骨架，繞好取下，用絕緣膠帶固定即可）。線圈間的介質為空氣。兩個耦合線圈最接近部分的間距定義為D。閱讀器、應答器不得使用其他耦合方式。二、要求1．基本要求（1）應答器采用兩節(jié)1.5V干電池供電，閱讀器用外接單電源供電。閱讀器采用發(fā)光二極管顯示識別結果，能在D盡可能大的情況下，識別應答器的有無。識別正確率≥80%，識別時間≤5秒，耦合線圈間距D≥5cm。（2）應答器增加編碼預置功能，可以用開關預置四位二進制編碼。閱讀器能正確識別并顯示應答器的預置編碼。顯示正確率≥80%，響應時間≤5秒，耦合線圈間距D≥5cm。2．發(fā)揮部分（1）應答器所需電源能量全部從耦合線圈獲得（通過對耦合到的信號進行整流濾波得到能量），不允許使用電池及內部含有電池的集成電路。閱讀器能正確讀出并顯示應答器上預置的四位二進制編碼。顯示正確率≥80%，響應時間≤5秒，耦合線圈間距D≥5cm。（2）閱讀器采用單電源供電，在識別狀態(tài)時，電源供給功率≤2W。在顯示編碼正確率≥80%、響應時間≤5秒的條件下，盡可能增加耦合線圈間距D。（3）應答器增加信息存儲功能，其存儲容量大于等于兩個四位二進制數。裝置斷電后，應答器存儲的信息不丟失。無線識別裝置具有在閱讀器端寫入、讀出應答器存儲信息的功能。（4）其他。三、說明設計報告正文中應包括系統(tǒng)總體框圖、核心電路原理圖、主要流程圖、主要的測試結果。完整的電路原理圖、重要的源程序用附件給出。四、評分標準設計報告項目主要內容滿分系統(tǒng)方案無線識別裝置總體方案設計6理論分析與計算耦合線圈的匹配理論閱讀器發(fā)射電路分析閱讀器接收電路分析9電路與程序設計閱讀器電路設計計算應答器電路設計計算總體電路圖識別裝置工作流程圖19測試方案與測試結果調試方法與儀器測試數據完整性測試結果分析8設計報告結構及規(guī)范性摘要設計報告正文的結構854 圖表的規(guī)范性總分50基本要求實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項21完成第（2）項20完成第（3）項5其他4總分50數字示波器（C題）【本科組】一、任務設計并制作一臺具有實時采樣方式和等效采樣方式的數字示波器，示意圖如圖1所示。圖1數字示波器示意圖二、要求1．基本要求（1）被測周期信號的頻率范圍為10Hz～10MHz，儀器輸入阻抗為1MW，顯示屏的刻度為8div×10div，垂直分辨率為8bits，水平顯示分辨率≥20點/div。（2）垂直靈敏度要求含1V/div、0.1V/div兩檔。電壓測量誤差≤5%。（3）實時采樣速率≤1MSa/s，等效采樣速率≥200MSa/s；掃描速度要求含20ms/div、2μs/div、100ns/div三檔，波形周期測量誤差≤5%。（4）儀器的觸發(fā)電路采用內觸發(fā)方式，要求上升沿觸發(fā)，觸發(fā)電平可調。（5）被測信號的顯示波形應無明顯失真。2．發(fā)揮部分（1）提高儀器垂直靈敏度，要求增加2mV/div檔，其電壓測量誤差≤5%，輸入短路時的輸出噪聲峰-峰值小于2mV。（2）增加存儲/調出功能，即按動一次“存儲”鍵，儀器即可存儲當前波形，并能在需要時調出存儲的波形予以顯示。（3）增加單次觸發(fā)功能，即按動一次“單次觸發(fā)”鍵，儀器能對滿足觸發(fā)條件的信號進行一次采集與存儲（被測信號的頻率范圍限定為10Hz～50kHz）。（4）能提供頻率為100kHz的方波校準信號，要求幅度值為0.3V±5%（負載電阻≥1MW時），頻率誤差≤5%。（5）其他。三、說明54 1．A/D轉換器最高采樣速率限定為1MSa/s，并要求設計獨立的取樣保持電路。為了方便檢測，要求在A/D轉換器和取樣保持電路之間設置測試端子TP。2．顯示部分可采用通用示波器，也可采用液晶顯示器。3．等效采樣的概念可參考蔣煥文等編著的《電子測量》一書中取樣示波器的內容，或陳尚松等編著的《電子測量與儀器》等相關資料。4．設計報告正文中應包括系統(tǒng)總體框圖、核心電路原理圖、主要流程圖、主要的測試結果。完整的電路原理圖、重要的源程序和完整的測試結果可用附件給出。四、評分標準設計報告項目應包括的主要內容分數系統(tǒng)方案比較與選擇方案描述6理論分析與計算等效采樣分析垂直靈敏度掃描速度12電路與程序設計電路設計程序設計12測試方案與測試結果測試方案及測試條件測試結果完整性測試結果分析12設計報告結構及規(guī)范性摘要設計報告正文的結構圖表的規(guī)范性8總分50基本要求實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項22完成第（2）項7完成第（3）項7完成第（4）項6其他8總分50程控濾波器（D題）【本科組】一、任務設計并制作程控濾波器，其組成如圖1所示。放大器增益可設置；低通或高通濾波器通帶、截止頻率等參數可設置。圖1程控濾波器組成框圖54 二、要求1.基本要求（1）放大器輸入正弦信號電壓振幅為10mV，電壓增益為40dB，增益10dB步進可調，通頻帶為100Hz～40kHz，放大器輸出電壓無明顯失真。（2）濾波器可設置為低通濾波器，其-3dB截止頻率fc在1kHz～20kHz范圍內可調，調節(jié)的頻率步進為1kHz，2fc處放大器與濾波器的總電壓增益不大于30dB,RL=1kW。（3）濾波器可設置為高通濾波器，其-3dB截止頻率fc在1kHz～20kHz范圍內可調，調節(jié)的頻率步進為1kHz，0.5fc處放大器與濾波器的總電壓增益不大于30dB,RL=1kW。（4）電壓增益與截止頻率的誤差均不大于10%。（5）有設置參數顯示功能。2.發(fā)揮部分（1）放大器電壓增益為60dB，輸入信號電壓振幅為10mV；增益10dB步進可調，電壓增益誤差不大于5%。（2）制作一個四階橢圓型低通濾波器，帶內起伏≤1dB，-3dB通帶為50kHz，要求放大器與低通濾波器在200kHz處的總電壓增益小于5dB，-3dB通帶誤差不大于5%。（3）制作一個簡易幅頻特性測試儀，其掃頻輸出信號的頻率變化范圍是100Hz～200kHz，頻率步進10kHz。（4）其他。三、說明設計報告正文應包括系統(tǒng)總體框圖、核心電路原理圖、主要流程圖和主要的測試結果。完整的電路原理圖、重要的源程序和完整的測試結果可用附件給出。四、評分標準項目滿分設計報告系統(tǒng)方案15理論分析與計算15電路與程序設計5測試方案與測試結果10設計報告結構及規(guī)范性5總分50基本要求實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項14完成第（2）項16完成第（3）項15其他5總分50開關穩(wěn)壓電源（E題）【本科組】一、任務設計并制作如圖1所示的開關穩(wěn)壓電源。54 圖1電源框圖二、要求在電阻負載條件下，使電源滿足下述要求：1．基本要求輸出電壓UO可調范圍：30V～36V；最大輸出電流IOmax：2A；U2從15V變到21V時，電壓調整率SU≤2%（IO=2A）；IO從0變到2A時，負載調整率SI≤5%（U2=18V）；輸出噪聲紋波電壓峰-峰值UOPP≤1V（U2=18V,UO=36V,IO=2A）；DC-DC變換器的效率≥70%（U2=18V,UO=36V,IO=2A）；具有過流保護功能，動作電流IO（th）=2.5±0.2A；2．發(fā)揮部分進一步提高電壓調整率，使SU≤0.2%（IO=2A）；進一步提高負載調整率，使SI≤0.5%（U2=18V）；進一步提高效率，使≥85%（U2=18V,UO=36V,IO=2A）；排除過流故障后，電源能自動恢復為正常狀態(tài)；能對輸出電壓進行鍵盤設定和步進調整，步進值1V，同時具有輸出電壓、電流的測量和數字顯示功能。其他。三、說明DC-DC變換器不允許使用成品模塊，但可使用開關電源控制芯片。U2可通過交流調壓器改變U1來調整。DC-DC變換器（含控制電路）只能由UIN端口供電，不得另加輔助電源。本題中的輸出噪聲紋波電壓是指輸出電壓中的所有非直流成分，要求用帶寬不小于20MHz模擬示波器（AC耦合、掃描速度20ms/div）測量UOPP。本題中電壓調整率SU指U2在指定范圍內變化時，輸出電壓UO的變化率；負載調整率SI指IO在指定范圍內變化時，輸出電壓UO的變化率；DC-DC變換器效率h=PO/PIN，其中PO＝UOIO，PIN＝UINIIN。電源在最大輸出功率下應能連續(xù)安全工作足夠長的時間（測試期間，不能出現過熱等故障）。制作時應考慮方便測試，合理設置測試點（參考圖1）。設計報告正文中應包括系統(tǒng)總體框圖、核心電路原理圖、主要流程圖、主要的測試結果。完整的電路原理圖、重要的源程序和完整的測試結果用附件給出。四、評分標準　項目應包括的主要內容或考核要點滿分設計報告方案論證DC-DC主回路拓撲；控制方法及實現方案；提高效率的方法及實現方案854 電路設計與參數計算主回路器件的選擇及參數計算；控制電路設計與參數計算；效率的分析及計算；保護電路設計與參數計算；數字設定及顯示電路的設計20測試方法與數據測試方法；測試儀器；測試數據(著重考查方法和儀器選擇的正確性以及數據是否全面、準確)10測試結果分析與設計指標進行比較，分析產生偏差的原因，并提出改進方法5電路圖及設計文件重點考查完整性、規(guī)范性7總分50基本要求實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項10完成第（2）項10完成第（3）項15完成第（4）項4完成第（5）項6其他5總分50電動車蹺蹺板（F題）【本科組】一、任務設計并制作一個電動車蹺蹺板，在蹺蹺板起始端A一側裝有可移動的配重。配重的位置可以在從始端開始的200mm～600mm范圍內調整，調整步長不大于50mm；配重可拆卸。電動車從起始端A出發(fā)，可以自動在蹺蹺板上行駛。電動車蹺蹺板起始狀態(tài)和平衡狀態(tài)示意圖分別如圖1和圖2所示。二、要求1.基本要求54 在不加配重的情況下，電動車完成以下運動：（1）電動車從起始端A出發(fā)，在30秒鐘內行駛到中心點C附近；（2）60秒鐘之內，電動車在中心點C附近使蹺蹺板處于平衡狀態(tài)，保持平衡5秒鐘，并給出明顯的平衡指示；（3）電動車從（2）中的平衡點出發(fā)，30秒鐘內行駛到蹺蹺板末端B處（車頭距蹺蹺板末端B不大于50mm）；（4）電動車在B點停止5秒后，1分鐘內倒退回起始端A，完成整個行程；（5）在整個行駛過程中，電動車始終在蹺蹺板上，并分階段實時顯示電動車行駛所用的時間。2.發(fā)揮部分將配重固定在可調整范圍內任一指定位置，電動車完成以下運動：（1）將電動車放置在地面距離蹺蹺板起始端A點300mm以外、90°扇形區(qū)域內某一指定位置（車頭朝向蹺蹺板），電動車能夠自動駛上蹺蹺板，如圖3所示：（2）電動車在蹺蹺板上取得平衡，給出明顯的平衡指示，保持平衡5秒鐘以上；（3）將另一塊質量為電動車質量10％～20％的塊狀配重放置在A至C間指定的位置，電動車能夠重新取得平衡，給出明顯的平衡指示，保持平衡5秒鐘以上；（4）電動車在3分鐘之內完成（1）～（3）全過程。（5）其他。三、說明（1）蹺蹺板長1600mm、寬300mm，為便于攜帶也可將蹺蹺板制成折疊形式。（2）蹺蹺板中心固定在直徑不大于50mm的半圓軸上，軸兩端支撐在支架上，并保證與支架圓滑接觸，能靈活轉動。（3）測試中，使用參賽隊自制的蹺蹺板裝置。（4）允許在蹺蹺板和地面上采取引導措施，但不得影響蹺蹺板面和地面平整。（5）電動車(含加在車體上的其它裝置)外形尺寸規(guī)定為：長≤300mm，寬≤200mm。（6）平衡的定義為A、B兩端與地面的距離差d=∣dA-dB∣不大于40mm。（7）整個行程約為1600mm減去車長。（8）測試過程中不允許人為控制電動車運動。（9）基本要求（2）不能完成時，可以跳過，但不能得分；發(fā)揮部分（1）不能完成時，可以直接從（2）項開始，但是（1）項不得分。四、評分標準設計報告項目主要內容分數系統(tǒng)方案實現方法方案論證系統(tǒng)設計結構框圖1254 理論分析與計算測量與控制方法理論計算13電路與程序設計檢測與驅動電路設計總體電路圖軟件設計與工作流程圖12結果分析創(chuàng)新發(fā)揮結果分析8設計報告結構及規(guī)范性摘要設計報告結構圖表的規(guī)范性5總分50基本要求實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項10完成第（2）項15完成第（3）項10完成第（4）項5其他10總分50積分式直流數字電壓表（G題）【高職高專組】一、任務在不采用專用A/D轉換器芯片的前提下，設計并制作積分型直流數字電壓表。二、要求1．基本要求（1）測量范圍：10mV～2V（2）量程：200mV，2V（3）顯示范圍：十進制數0～1999（4）測量分辨率：1mV（2V檔）（5）測量誤差：≤±0.5％±5個字（6）采樣速率：≥2次/秒（7）輸入電阻：≥1MW（8）具有抑制工頻干擾功能2．發(fā)揮部分（1）測量范圍：1mV～2V（2）量程：200mV，2V（3）顯示范圍：十進制數0～19999（4）測量分辨率：0.1mV（2V檔）（5）測量誤差：≤±0.05％±5個字（6）具有自動校零功能（7）具有自動量程轉換功能（8）其他三、說明在電路中應有可測得積分波形的測試點。54 四、評分標準項目滿分設計報告系統(tǒng)方案4理論分析與計算3電路與程序設計4測試方案與測試結果5設計報告結構及規(guī)范性4總分20基本要求實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項4完成第（3）項3完成第（4）項2完成第（5）項20完成第（6）項8完成第（7）項8其他5總分50信號發(fā)生器（H題）【高職高專組】一、任務設計并制作一臺信號發(fā)生器，使之能產生正弦波、方波和三角波信號，其系統(tǒng)框圖如圖1所示。信號發(fā)生參數調整穩(wěn)壓電源信號輸出輸出信號圖1信號發(fā)生器系統(tǒng)框圖二、要求1．基本要求（1）信號發(fā)生器能產生正弦波、方波和三角波三種周期性波形；（2）輸出信號頻率在100Hz～100kHz范圍內可調,輸出信號頻率穩(wěn)定度優(yōu)于10-3；（3）在1kW負載條件下，輸出正弦波信號的電壓峰-峰值Vopp在0～5V范圍內可調；（4）輸出信號波形無明顯失真；（5）自制穩(wěn)壓電源。2．發(fā)揮部分（1）將輸出信號頻率范圍擴展為10Hz～1MHz，輸出信號頻率可分段調節(jié)：在10Hz～1kHz范圍內步進間隔為10Hz；在1kHz～1MHz范圍內步進間隔為1kHz。輸出信號頻率值可通過鍵盤進行設置；54 （2）在50W負載條件下，輸出正弦波信號的電壓峰-峰值Vopp在0～5V范圍內可調，調節(jié)步進間隔為0.1V，輸出信號的電壓值可通過鍵盤進行設置；（3）可實時顯示輸出信號的類型、幅度、頻率和頻率步進值；（4）其他。三、說明設計報告正文應包括系統(tǒng)總體框圖、核心電路原理圖、主要流程圖和主要的測試結果。完整的電路原理圖、重要的源程序和完整的測試結果可用附件給出。四、評分標準項目滿分設計報告系統(tǒng)方案4理論分析與計算2電路與程序設計6測試方案與測試結果4設計報告結構及規(guī)范性4總分20基本要求實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項23完成第（2）項13完成第（3）項9其他5總分50可控放大器（I題）【高職高專組】一、任務設計并制作一個可控放大器，其組成框圖如圖1所示。放大器的增益可設置；低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器的通帶、截止頻率等參數可設置。圖1可控放大器組成框圖二、要求1．基本要求（1）放大器輸入正弦信號電壓振幅為10mV，電壓增益為40dB，通頻帶為100Hz～40kHz，放大器輸出電壓無明顯失真。（2）濾波器可設置為低通濾波器，其-3dB截止頻率fc在1kHz～20kHz范圍內可調，調節(jié)的頻率步進為1kHz，2fc處放大器與濾波器的總電壓增益不大于30dB,RL=1kW。（3）濾波器可設置為高通濾波器，其-3dB截止頻率fc在1kHz～20kHz54 范圍內可調，調節(jié)的頻率步進為1kHz，0.5fc處放大器與濾波器的總電壓增益不大于30dB,RL=1kW。（4）截止頻率的誤差不大于10%。（5）有設置參數顯示功能。2、發(fā)揮部分（1）放大器電壓增益為60dB，輸入正弦信號電壓振幅為10mV，增益10dB步進可調，通頻帶為100Hz～100kHz。（2）制作一個帶通濾波器，中心頻率50kHz，通頻帶10kHz，在40kHz和60kHz頻率處，要求放大器與帶通濾波器的總電壓增益不大于45dB。（3）上述帶通濾波器中心頻率可設置，設置范圍40kHz～60kHz，步進為2kHz。（4）電壓增益、截止頻率誤差均不大于5%。（5）其他。三、說明1.正弦輸入信號由信號源提供。2.放大器輸出端應留測試端子。3.設計報告正文應包括系統(tǒng)總體框圖、核心電路原理圖和主要的測試結果。完整的電路原理圖、重要的源程序和完整的測試結果可用附件給出。四、評分標準項目滿分設計報告系統(tǒng)方案4理論分析與計算3電路設計4測試方案與測試結果5設計報告結構及規(guī)范性4總分20基本要求實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項15完成第（2）項14完成第（3）項10完成第（4）項6其他5總分50電動車蹺蹺板（J題）【高職高專組】一、任務設計并制作一個電動車蹺蹺板，要求蹺蹺板起始端一側裝有可移動的配重物體，配重物體位置可調范圍不小于400mm。電動車從起始端出發(fā)，按要求自動在蹺蹺板上行駛。電動車蹺蹺板起始狀態(tài)和平衡狀態(tài)示意圖分別如圖1和圖2所示。54 圖1起始狀態(tài)示意圖圖2平衡狀態(tài)示意圖二、要求1．基本要求（1）先將蹺蹺板固定為水平狀態(tài)，電動車從起始端A位置出發(fā)，行駛蹺蹺板的全程(全程的含義：電動車從起始端A出發(fā)至車頭到達蹺蹺板頂端B位置)。停止5秒后，電動車再從蹺蹺板的B端倒退回至蹺蹺板的起始端A，電動車能分別顯示前進和倒退所用的時間。前進行駛在1分鐘內、倒退行駛在1.5分鐘內完成。（2）蹺蹺板處在圖1所示的狀態(tài)下（配重物體位置不限制），電動車從起始端A出發(fā)，行駛蹺蹺板的全程。停止5秒后，電動車再從蹺蹺板的B端倒退回至蹺蹺板的起始端A，電動車能分別顯示前進和倒退所用的時間。前進行駛在1.5分鐘內、倒退行駛在2分鐘內完成。2．發(fā)揮部分（1）由參賽隊員將配重物體設定在可移動范圍中的某位置，電動車從起始端A出發(fā)，當蹺蹺板達到平衡時，保持時間不小于5秒，同時發(fā)出聲光提示，電動車顯示所用的時間。全過程要求在2分鐘內完成。（2）在可移動范圍內任意設定配重物體的位置（由測試人員指定），電動車從起始端A出發(fā)，當蹺蹺板達到平衡時，保持時間不小于5秒，同時發(fā)出聲光提示，電動車顯示所用的時間。全過程要求在2分鐘內完成。（3）其他。三、說明1.蹺蹺板長1600mm、寬300mm。為便于攜帶也可將蹺蹺板制成折疊形式。2.蹺蹺板中心固定在直徑不大于40mm的圓軸上，圓軸兩端支撐在兩個支架上，與支架圓滑接觸。蹺蹺板在圖2所示的平衡狀態(tài)下，蹺蹺板底距地面或桌面的距離為70mm。3.允許在蹺蹺板面上畫有尋跡線。4.電動車（含車體上的其它裝置）的外形尺寸規(guī)定：長≤300mm，寬≤200mm。測試過程中電動車外形尺寸不允許變動。5.電動車不允許采用有線或無線遙控，電動車自身應具備轉彎功能。6.電動車行駛距離的測量以車尾為基準。7.平衡狀態(tài)的含義是：當蹺蹺板出現上下擺動，且B端底部與水平狀態(tài)的偏移量≤±60mm范圍內時，可視為進入平衡狀態(tài)。54 四、評分標準項目滿分設計報告方案比較3設計與論證4系統(tǒng)組成、原理和電路圖6測試數據與結果分析4設計報告的結構和規(guī)范性3總分20基本要求實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項24完成第（2）項18其他8總分5054