《2024全国大学生电子设计竞赛试题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2024全国大学生电子设计竞赛试题.docx（21页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。
1、%2024年全国高校生电子设计竞赛试题4tIK戮*家褰留意事项（I）2007年9月3日8:（X）比赛正式起先,本科组参军队只能A、B、C、D、E、F题目中任选一题；高职高专组卷赛队原则上在G、H、1、J题中任选一题，也可以选择其他题目。（2）冬看色仔细埴写登记表3内容，埴写好的4登记表交赛场巡察员短哲保存.（3）参赛者必需是有正式学错的全H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姆队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。（5）竞赛期间，可运用各种图行资料和网络资源,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沟通.包括老师在内的非参赛
2、队员必需退避,对违纪参赛队取消评审资格.（62007年9月620:00竞褰结束，上交设计报告、制作实物及转记表3,由专人对存，音频信号分析仪（A题）【本科组】一、任务设计、制作一个可分析音频信号频率成分，并可测址正弦信号失真度的仪器.二、要求1.基本要求（1）输入阻抗：50（2）输入信号电压范围（峰-峰值）：100mvyv（3）输入信号包含的频率成分范图：20（）Hz-IOkHz（4）频率辨别力：100HZ（可正确测量被测信号中,频差不小于100HZ的频率重量的功率值。）（5）检测输入信号的总功率和各频率重价的核率和功率，检测出的各领率电量的功率之和不小于总功率值的95%：各频率承量功率测量的
3、相对误差的肯定值小于10%，总功率测量的相对误差的肯定值小于5%。（6）分析时间：5秒。应以5秒周期刷新分析数据，信号各频率重显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重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圉：2（）Hz-IOkHz,（3）增加频率辨别力20HZ档。（4）推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其度。（6）其他。三、说明1 .电源可用成品，必需自备，亦可自制I。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
4、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、评分标准设计报告项目主要内容分数系统方案比较与选择方案描述5理论分析与计算放大器设计功率谱测量方法周期性推断方法15电路与程序设计电路设计程序设计10测试方案与测试结果测试方案及测试条件测试结果完整性测试结果分析12设计报告结构及规范性摘要设计报告正文的结构图表的规范性8总分50基本要求实际制作完成状况50发挥部分完成第（I）项10完成第（2）项IO完成第（3）项IO完成第（4）项IO完成第（5）项5其他5总分50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
5、图参见图1.阅读淞能识别应答器的有无、编码和存储信息.图】无线识别装置方程图装邑中阅读器、应答潺均具有无线传输功能，频率和调制方式自由选定。不得运用现有射嫉识别卡或用于识别的专用芯片。装置中的耦台线圈为例形空芯线圈，用直径不大丁Imm的漆包线或有绝缘外皮的导线密绕10圈制成“线圈直径为6.60.5Cm（可用直径6.6Cm左右的易拉球作为骨架，绕好取下，用绝缘胶带固定即可）。线圈间的介质为空气。两个耦分线圈最接近部分的间距定义为D.阅读器、应答器不得运用其他相合方式。二、要求1 .基本要求（1）应答器采纳两节1.5V干电池供电，阅读器用外接单电源供电。阅读器采纳发光二极管显示识别结果，能在尽可能
6、大的状况下，识别应答器的有无。识别正确率28”,识别时间W5秒，秧合线圈间距庐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留,编码。显示正确率280%,响应时间W5秒，耦合线网间距庐5cm。2 .发挥部分（1）应答器所需电源能增全部从耦合线圈获得（通过对耦合到的信号进行整流流波得到能量），不允许运用电池及内部含有电池的集成电路。阅读潜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280%,响应时间W5杪，相合线圈间距Z5cm.（2）阅读器采纳单电源供电，在识别状态时，电源供应功率W2W。在显示编码正确率280%、响应时间W5杪的
7、条件卜.，尽可能增加耦合线圈间距九（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、道要的源程序用附件给出。四、评分标准设计报告项目主要内容满分系统方案无线识别装置总体方案设计6理论分析与计算耦合线圈的匹配理论阅读器放射电路分析阅读器接收电路分析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识别装置工作流程图19测试方案与测试结果调试方法与仪器测试数据完整
8、性测谎结果分析8设计报告结构及规范性摘要设计报告正文的结构图表的规范性8总分50基本要求实际制作完成状况50发挥部分完成第（1）项21完成第（2）项2()完成第（3）项5其他4总分50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I所示。显示部分图I数字示波器示意图二、要求1.基本要求（I）被测周期信号的频率范围为K）HZ10MHz,仪器输入阻抗为1M,显示屏的刻度为8divXIOdiv,垂直辨别率为8bits,水平显示辨别率N20点/div。（2）垂直灵敏度要求含IV/div、0.1Vdiv两档。电用测量误差W5%。（3）实时采样速率
9、W1.MSas,等效采样速率2200MSa/s:扫描速度要求含2（）msdiv2s/div、100nSdiv三档，波形周期测量:误差W5%。（4）仪器的触发电路采纳内触发方式，要求上升沿触发，触发电平可谓。（5）被测信号的显示波形应无明显失真.2.发挥部分（1）提高仪器垂宜灵敏度,要求增加2mVdiv档，其电压测盘误差W5%,输入短路时的输出噪声峰-峰值小于2mV.（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,并能在须要时调出存储的波形予以显示。（3）增加单次触发功能，即按动次“单次触发”键，仪器能对满意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IoHz
10、50kHz）.（4）能供应频率为100kHz的方波校准信号，要求幅度值为O3V5%（负我电阻21M时），频率误差W5%。（5）其他。三、说明1 .A/D转换器最高采样速率限定为IMSaZs,并要求设计独立的取样保持电路。为了便利检测，要求在A/D转换涔和取样保持电路之间设置测试端子TP。2 .显示部分可采纳通用示波；,也可采纳液晶显示器.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、主耍的测试结果.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
11、、评分标准设计报告项目应包括的主要内容分数系统方案比较与选择方案描述6理论分析与计算等效采样分析垂直灵敏度扫描速度12电路与程序设计电路设计程序设计12测试方案与测试结果测试方案及测试条件测试结果完整性测试结果分析12设计报告结构及规范性摘要设计报告正文的结构图表的规范性8总分50基本要求实际制作完成状况50发挥部分完成第（1）项22完成第（2）项7完成第（3）项7完成第（4）项6其他850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程控逑波器组成框图二、要求1.基本要求（I）放大器输入正弦信号电
12、压振幅为IOmV,电压增益为40dB,增益Kk1.B步进可濡，通频带为100HZ-40kHz,放大器输出电压无明显失真。（2）滤波器可设置为低通戏波器，其-3dB截止频率人在IkHZ20kHz范图内可调，调整的频率步进为IkHz,夕处放大器与波波器的总电压增益不大于30dB./?I=Ik（3）灌波器可设置为高通滤波冷，其-3dB截止频率/在IkHZ-2（）kHz范国内可调，调整的频率步进为IkHZ,0.5/；处放大器与注波器的总电压增益不大于30dB,R.=1.kC（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（I）放大器电压增益为60dB,输入信号电压振
13、幅为IOmV：增益IodB步进可调，电压塔益误差不大于5%。（2）制作一个四阶椭圆型低通滤波器，带内起伏IdB,-3dB通带为50kHz,要求放大落与低通谑波落在20OkHZ处的总电压增益小于5dB.-3dB通带误差不大于5%。3）制作一个简易幅嫌特性测试仪，其扫频输出信号的频率变更范围是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、评分标准项目满分设计报告系统方案15理论分析与计算15电路与程序设计5测试方案与测试结果10设计报告结构
14、及规范性5总分50基本要求实际制作完成状况50发挥部分完成第（11项14完成第（2）项16完成第（3）项15其他5总分50开关稳压电源(E题)【本科蛆】一、任务设计并制作如图I所示的开关粒压电源。开关稳压电源图1电源枢图二、要求在电网负教条件下，使电源满意下述要求：1 .基本要求(1)输出电压Uo可调范围:30V36V;最大输出电潦/og：2A；S从I5V变到21V时，电压调整率5u:2%(o=2A)；历从O变到2A时，负载调整率SW5%(2=18V)： 5)输出噪声纹波电用峰-峰值UoPPW1.V(S=I8V.Uo=36VJo=2A)：DC-DC变换器的效率270%(S=I8V,Uo=36V
15、,22A):具有过流爱护功能，动作电流,rt=251O.2A:2 .发挥部分进一步提高电压调整率,使SUWO.2%(=2A)； 2)进步提高负载调整率，使SW0.5%2=18V)；进一步提离效率，f85%(2=1.8V,(o=36V,o=2A)：解除过流故障后，电源能自动豆原为正常状态；能对输出电压进行键盘设定和步进调整，步进值IV.同时具有输出电压、电流的测做和数字显示功能.其他。三、说明DC-DC变换器不允许运用成品模块，但可运用开关电源限制芯片.S可通过沟通调压器变更3来调整。DcDC变换潺(含限制电路)只能由Un端口供电，不得另加协助电源。本理中的输出噪声纹波电压是指输出电压中的全部非
16、直流成分，耍求用带宽不小于20MHZ模拟示波器(AC耦合、扫描速度20msdiv)测量UOPp。 4）本题中电压调整率Su指S在指定范围内变更时，输出电压Uo的变更率：负数调整率S指/在指定范闱内变更时，输出电压Uo的变更率：DC-DC变换器效率T=Po/Pin,其中Po=UOo,P1.N=U1.NAn,电源在最大输出功率下应能连续平安工作足短长的时间（测试期间，不能出现过热等故障）。 6）制作时应考虑便利测试.合理设置测试点（参考图1）. 7设it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
17、目应包括的主要内容或考核要点满分设计报告方案论证DC-DC主回路拓扑；限制方法及实现方案：提高效率的方法及实现方案8电路设计与参数计算主回路器件的选择及参数计算；限制电路设计与参数计算:效率的分析及计算:爱护电路设计与参数计算：数字设定及显示电路的设计20测试方法与数据测试方法:测试仪器:测试数据（着重考查方法和仪图选择的正确性以及数据是否全面、精确）10测试结果分析与设计指标进行比较，分析产生偏差的缘由,并提出改进方法5电路图及设计文件装点考查完整性、规范性7总分50基本要求实际制作完成状况50发挥部分完成第（1）项1()完成第（2）项10完成第（3）项15完成第（4）项4完成第（5）项6其
18、他5总分50电动车跷跷板(F题)【本科组】一、任务图1起始状态示意图设计并制作一个电动车跷跷板，在跷跷板起始端A一IW装有可移动的配重.配武的位置可以在从始端起先的20OnIm-600E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动身，可以自幼在跷跷板上行驶，电动图2平衡状态示避图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状况下，电动车完成以下运动：(I)电动车从起始端A动身，在30秒钟内行驶到中心点C旁边：(2)60秒钟之内，电动车在中心点C旁边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
19、衡点动身，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.发挥部分图3自动驶上跷跷板示意图将配重固定在可调整范围内任一指定位置，电动车完成以卜运动：（1）将电动车放置在地而距离跷跷板起始端A点3（X）mm以外、90扇形区域内某一指定位理（车头朝向跷跷板），电动车能够自动咬上跷跷板，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%的块状配玳放置在
20、A至C间指定的位置，电动车能缈重新取得平衡，给出明显的平衡指示，保持平衡5秒钟以上：（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部形式。（2）跷跷板中心固定在直径不大于50mm的半圆轴上，轴两端支掾花支架上，并保证与支架圆滑接触，能敏捷转动.（3）测试中，运用参赛队自制的跷跷板装置。（4）允许在跷跷板和地面上实行引导措施，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30On1.m,宽W200mm。（6）平衡的定义为A、B两端与地面的距离差d=IddHI不大于40
21、m。（7）整个行程约为1600三减去车长。（8）测试过程中不允许人为限制电动车运动。（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，可以干脆从（2）项起先，但是（1）项不得分。四、评分标准设计报告项目主要内容分数系统方案实现方法方案论证系统设计结构框图12理论分析与计算测量与限制方法理论计算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结果分析创新发挥结果分析8设计报告结构及规范性摘要设计报告结构图表的规范性5总分50基本要求实际制作完成状况50发挥部分完成第（I）项IO完成第（2）项15完成第（3）项IO完成第（4）项5其他IO总分50
22、积分式直流数字电压表（G题）【高职高专组】一、任务在不采纳专用A/D转换器芯片的前提卜.，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：10mV2V 2）一程:200mV,2V 3）显示范围：十进制数01999（4）测量辨别率：ImV（2V档）（5）测量误差：WO5%5个字 6）采样速率：22次/秒（7）输入电阻：1M（8）具有抑制工筑干扰功能2 .发挥部分（I）测量范围：1.mV2V（2）量程：200mV,2V（3）显示范围：十进制数019999（4）测量辨别率：0.1mV（2V档）（5）测量误差：WO.O5%5个字（6）具有自动校零功能（7）具仃自动员程转换功能（8
23、）其他三、说明在电路中应有可测得枳分波形的测试点。四、评分标禳项目满分设计报告系统方案4理论分析与计算3电路与程序设计4测试方案与测试结果5电计报告结构及规范性4总分20基本要求实际制作完成状况50发挥部分完成第（1）项4完成第（3）项3完成第（4）项2完成第（5）项20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）【高取高专钮】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；（2）输出信号频率在100HZ100kHZ范用内可调，输出
24、信号频率稳定度优T10j:（3）在IkC负载条件下，输出正弦波信号的电压峰峰值匕,在0-5V范国内可调:（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IOHZIMHz,输出信号频率可分段调整：在IOHz-IkHz范围内步进间隔为10Hz：在IkHz-IMHz范用内步进间隔为IkHz。输出信号频率值可通过徒盘进行设置：（2）在50负载条件下，输出正弦波信号的电压峰-峰值匕，在O5V他用内可调，调整步进间隔为OJV,输出信号的电压值可通过键盘进行设陆（3）可实时显示输出信号的类型、幅度、频率和频率步进值：其他。三、说明设计报告正文应包括系统总体框图、核
25、心电路原理图、主要潦程图和主要的测试结果。完整的电路原理图、应要的源程序和完整的测试结果可用附件给出。四、评分标准项目满分设计报告系统方案4理论分析与计算2电路与程序设计6测试方案与测试结果4设计报告结构及规范性4总分20基本要求实际制作完成状况50发挥部分完成第（1）项23完成第（2）项13完成第（3）顼9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.放大器的增益可设理：低通波波器、高通波波器、带通波波器的通带、截止频率等参数可设置。图1可控放大器组成框图1.基本要求（I）放大器输入正弦信号电压振幅为IomV,电压增益为40dB,通缴带
26、为1001.k-40k1.1.z,放大器输出电压无明显失真。（2）滤波器可设置为低通波波器，其-3dB截止频率工在1.kHz-20k1.k范圉内可调,调整的频率步进为IkHz,4处放大牌与滤波器的总电压增益不大于30dB,R=IkC.（3）滤波器可设置为高通波波器，其YdB截止频率/在IkHZ20kHz范圉内可调，调推的频率步进为IkHZ,0.V处放大器与滤波器的息电压增益不大于30dB,R=IkCo（4）截止频率的误差不大于IOk（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IomV.增益IOdB步进可调，通频带为100HZ-100kHz。（2）
27、制作一个带通滤波器，中心频率50k1.1.z,通频带IOkHz,在IOkI1.z和60kHz频率处，要求放大器与带通滤波器的总电质增益不大于45dBa（3）上述带通源波器中心频率可设置，设置范围40kHz-60k1.1.z.步进为2kHz。（4）电压增益、截止频率误差均不大于5缸（5）其他。三、说明1.正弦输入信号由信号源供应。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O-报告系统方案4理论分析与计算3电路设计4测试方案与测试结果5设计报告结构及规范性4总分2
28、0基本要求实际制作完成状况50发挥部分完成第1）项15完成第（2项14完成第（3项10完成第（4）项6其他5总分50电动车跷跷板（J题）【高取高专组】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，配重物体位置可谓范国不小于40OmnU电动车从起始端动身.按要求自动在跷跷板上行驻.电动车跷跷板起始状态和平衡状态示意图分别如图I和图2所示。图1起始状态示意图二、要求1 .基本要求（I）先将跷跷板固定为水平状态，电动车从起始端A位置动身，行驶跷跷板的全程（全程的含义：电动车从起始端A动身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
29、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I所示的状态下（配歪物体位苴不限制），电动车从起始端A动身，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、倒退行咬在2分钟内完成。2 .发挥部分（I）由参赛队员招配？fi物体设定在可移动范围中的某位巴，电动车从起始端A动身，当跷跷板达到平衡时，保持时间不小于5杪，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）在可移动范围内困意设定配建物体的位置（由测试人员指定），电
30、动车从起始端A动身，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300m.为便于携带也可将跷跷板制成折咎形式。2 .跷跷板中心固定在直径不大于40mm的圆轴上，网轴两端支界在两个支架上，与支架圆滑接触。跷跷板在图2所示的平衡状态下，跷跷板底距地面或泉面的距离为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W300mm,宽W200皿测试过程中电动车外形尺寸不允许变动。5 .电动车不允许采纳有线或无线遥控，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：当跷跷板出现上下摇撰，IIB端底部与水平状态的偏移量Wmm范围内时，可视为进入平衡状态。四、评分标准项目满分设计报告方案比较3设计与论证4系统组成、原理和电路图6测试数据与结果分析4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状况50发挥部分完成第（I）项24完成第2）项18其他8总分50
