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全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽試題1．1第一屆電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽試題〔1994年〕題目一簡(jiǎn)易數(shù)控直流電源一、設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)出有一定輸出電壓范圍和功能的數(shù)控電源。其原理示意圖如下圖?！?〞“-〞鍵數(shù)控局部輸出電路數(shù)字顯示~220V5V-15V+15V自制穩(wěn)壓電源二、設(shè)計(jì)要求1．根本要求①輸出電壓：范圍0至+9.9V，步進(jìn)0.1V，紋波不大于10mV；②輸出電流：500mA；③輸出電壓值由數(shù)碼管顯示；④由“+〞、“-〞兩鍵分別控制輸出電壓步進(jìn)增減；⑤為實(shí)現(xiàn)上述幾部件工作，自制一穩(wěn)壓直流電源，輸出±15V，+5V。2．發(fā)揮局部①輸出電壓可預(yù)置在0至+9.9V之間的任意一個(gè)值；②用自動(dòng)掃描代替人工按鍵，實(shí)現(xiàn)輸出電壓變化〔步進(jìn)0.1V不變〕；③擴(kuò)展輸出電壓種類〔比方三角波等〕。三、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目得分根本要求方案設(shè)計(jì)與論證，理論計(jì)算與分析、電路圖30實(shí)際完成情況50總結(jié)報(bào)告20發(fā)揮局部完成第①項(xiàng)5完成第②項(xiàng)15完成第③項(xiàng)20題目二多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一、設(shè)計(jì)任務(wù)地址、數(shù)據(jù)、時(shí)鐘現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)產(chǎn)生器八路數(shù)據(jù)采集器主控器數(shù)據(jù)顯示地址顯示設(shè)計(jì)一個(gè)八路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，系統(tǒng)框圖如下圖。主控器能對(duì)50米以外的各路數(shù)據(jù)，通過串行傳輸線〔實(shí)驗(yàn)中用1米線代替〕21

1進(jìn)行采集和顯示。具體設(shè)計(jì)任務(wù)是：①現(xiàn)場(chǎng)模擬信號(hào)產(chǎn)生器。②八路數(shù)據(jù)采集器。③主控器。二、設(shè)計(jì)要求1．根本要求①現(xiàn)場(chǎng)模擬信號(hào)產(chǎn)生器自制一正弦波信號(hào)發(fā)生器，利用可變電阻改變振蕩頻率，使頻率在200Hz至2kHz范圍變化，再經(jīng)頻率電壓孌換電路后輸出相應(yīng)1V至5V直流電壓〔200Hz對(duì)應(yīng)1V，2kHz對(duì)應(yīng)5V〕②八路數(shù)據(jù)采集器數(shù)據(jù)采集器第一路輸入自制1V至5V直流電壓，第2至7路分別輸入來(lái)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(chǎn)生，不要求精度〕，第八路備用。將各路模擬信號(hào)分別轉(zhuǎn)換成八位二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)并/串變換電路，用串行碼送入傳輸線路。③主控器主控器通過串行傳輸線路對(duì)各路數(shù)據(jù)進(jìn)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。顯示局部能同時(shí)顯示地址和相應(yīng)的數(shù)據(jù)。2．發(fā)揮局部①利用電路補(bǔ)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(guān)系；②盡可能減少傳輸線數(shù)目；③其它功能的改良〔例如：增加傳輸距離，改善顯示功能等〕三、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目得分根本要求方案設(shè)計(jì)與論證，理論計(jì)算與分析、電路圖30實(shí)際完成情況50總結(jié)報(bào)告20發(fā)揮局部完成第①項(xiàng)5完成第②項(xiàng)15完成第③項(xiàng)201．2第二屆電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽試題〔1995年〕題目一實(shí)用低頻功率放大器一、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作具有弱信號(hào)放大能力的低頻功率放大器。其原理圖如下圖。220V50Hz等效負(fù)載電阻RL=8Ω外供正弦信號(hào)源弱信號(hào)前置放大器自制穩(wěn)壓電源功率放大器變換電路二、要求21

21．根本要求⑴在放大通道的正弦信號(hào)輸入電壓幅度〔5至700〕mV,等效負(fù)載電阻RL=8Ω下，放大通道應(yīng)滿足：①額定輸出功率POR≥10W；②帶寬BW≥〔50至10000〕Hz；③在上述指標(biāo)內(nèi)的非線性失真系數(shù)≤3%；④在POR≥10W下的效率≥55%；⑤在前置放大級(jí)輸入端交流短接到地時(shí)，RL=8Ω上的交流聲功率≤10mW；⑵自行設(shè)計(jì)并制作能滿足本設(shè)計(jì)任務(wù)要求的穩(wěn)壓電源。2．發(fā)揮局部⑴放大器的時(shí)間響應(yīng)①方波產(chǎn)生：由外供正弦信號(hào)源經(jīng)變換電路產(chǎn)生正、負(fù)極性的對(duì)稱方波：頻率為1000Hz、上升和下降時(shí)間≤1μS、峰峰值電壓為200mV。用上述方波鼓勵(lì)放大器通道時(shí)，在RL=8Ω的負(fù)載下，放大器通道應(yīng)滿足：②額定輸出功率POR≥10W；③在POR下輸出波形上升和下降時(shí)間≤1μS；④在POR下輸出波形頂部降落≤2%；⑤在POR下輸出波形過沖量≤5%。⑵放大器通道性能指標(biāo)的提高和實(shí)用功能的擴(kuò)展〔例如提高效率、減少非線性失真等〕。三、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目得分根本要求設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告：方案設(shè)計(jì)與論證，理論分析算與計(jì)算、電路圖，測(cè)試方法與數(shù)據(jù)，結(jié)果分析50實(shí)際完成情況50發(fā)揮局部完成第①項(xiàng)5完成第②項(xiàng)15特色與創(chuàng)新20題目二實(shí)用信號(hào)源的設(shè)計(jì)和制作一、任務(wù)在給定±15V電源電壓條件下，設(shè)計(jì)并制作一個(gè)正弦波和脈沖波信號(hào)源。二、要求1．根本要求⑴正弦波波信號(hào)源①信號(hào)頻率：20Hz至20kHz步進(jìn)調(diào)整，步長(zhǎng)為5Hz。②頻率穩(wěn)定度：優(yōu)于10-4。③非線性失真系數(shù)：≤3%。⑵脈沖信號(hào)源①信號(hào)頻率：20Hz至20kHz步進(jìn)調(diào)整，步長(zhǎng)為5Hz。②上升和下降時(shí)間：≤1μS。③平頂降落：≤5%。21

3④脈沖占空比：2%至98%步進(jìn)可調(diào)，步長(zhǎng)為2%。⑶上述兩個(gè)信號(hào)源公共要求①頻率可預(yù)置。②在負(fù)載為600Ω時(shí)，輸出幅度為3V。③完全成5位頻率的數(shù)字顯示。2．發(fā)揮局部⑴正弦波和脈沖波頻率步長(zhǎng)改為1Hz。⑵正弦波和脈沖波的幅度可步進(jìn)調(diào)整，調(diào)整范圍為100mV至3V,步長(zhǎng)為100mV。⑶正弦波和脈沖波頻率可自動(dòng)步長(zhǎng)，步長(zhǎng)為1Hz。⑷降低正弦波非線性失真系數(shù)。三、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目得分根本要求設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告：方案設(shè)計(jì)與論證，理論分析算與計(jì)算、電路圖，測(cè)試方法與數(shù)據(jù)，結(jié)果分析50實(shí)際制作完成情況50發(fā)揮局部完成第①項(xiàng)10完成第②項(xiàng)10完成第③項(xiàng)5完成第④項(xiàng)5特色與創(chuàng)新20題目三簡(jiǎn)易無(wú)線電遙控系統(tǒng)一、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作無(wú)線電遙控發(fā)射機(jī)和接收機(jī)控制鍵編碼調(diào)制電池功放1．無(wú)線電遙控發(fā)射機(jī)電路框圖如下所示：2．無(wú)線電接收機(jī)電路如圖放大器解調(diào)解碼被控設(shè)備外供直流穩(wěn)壓電源二、要求21

41．根本要求①工作頻率：6至10MHz中任選取一種頻率。②調(diào)制方式：AM、FM或FSK任選一種。③輸出功率：不大于20MW〔在標(biāo)準(zhǔn)75Ω假負(fù)載上〕。④遙控對(duì)象：8個(gè)，被控設(shè)備用LED分別代替，LED發(fā)光表示工作。⑤接收機(jī)距離發(fā)射機(jī)不小于10m。2．發(fā)揮局部①8路設(shè)備中的一路設(shè)備為電燈，用指令遙控電燈亮度，亮度分為8級(jí)，并用數(shù)碼管顯示級(jí)數(shù)。②在一定發(fā)射功率下，〔不大于20MW〕，盡量增大接收距離。③增加信道的抗干擾措施。④盡量降低電源功耗。注：不能采用現(xiàn)成的收、發(fā)信號(hào)整機(jī)。三、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目得分根本要求設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告：方案設(shè)計(jì)與論證，理論分析算與計(jì)算、電路圖，測(cè)試方法與數(shù)據(jù)，結(jié)果分析50實(shí)際制作完成情況50發(fā)揮局部完成第①項(xiàng)12完成第②項(xiàng)8完成第③項(xiàng)5完成第④項(xiàng)5特色與創(chuàng)新20題目四簡(jiǎn)易電阻、電容和電感測(cè)試儀一、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一臺(tái)數(shù)字顯示的電阻器、電容器和電感器參數(shù)測(cè)試儀。示意框圖如下圖：電阻器電容器電感器測(cè)試儀外供±15V電源〔500mA〕數(shù)字顯示二、要求1．根本要求①測(cè)量范圍電阻：100Ω至1MΩ電容：100至10000pF電感：100uH至10mH②測(cè)量精度±5%。21

5③制作四位數(shù)碼管顯示器，顯示測(cè)量數(shù)據(jù)，并用發(fā)光二極管分別指示所測(cè)無(wú)件的類別和單位。2．發(fā)揮局部①擴(kuò)大測(cè)量范圍。②提高測(cè)量精度。③測(cè)量量程自動(dòng)化。三、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目得分根本要求設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告：方案設(shè)計(jì)與論證，理論分析算與計(jì)算、電路圖，測(cè)試方法與數(shù)據(jù)，結(jié)果分析50實(shí)際制作完成情況50發(fā)揮局部完成第①項(xiàng)9完成第②項(xiàng)9完成第③項(xiàng)12特色與創(chuàng)新201．3第三屆電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽試題〔1997年〕A題直流穩(wěn)壓電源一、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作交流變換為直流的穩(wěn)壓電源。二、要求1．根本要求①穩(wěn)壓電源在輸入電壓220V、50Hz，電壓變化范圍+15%至-20%條件下：a輸出電壓可調(diào)范圍：+9V至+12V；b最大輸出電流：1.5A；c電壓調(diào)整率≤0.2%(輸入電壓220V變化范圍+15%至-20%條件下,滿負(fù))；d負(fù)載調(diào)整率≤0.1%(在最低輸入電壓下,空載到滿載)；e紋波電壓(峰-峰值)≤5mV(在最低輸入電壓下,滿載)；f效率≥40%(輸出電壓9V、輸入電壓220V下，滿載)；g具有短路和過流保護(hù)功能；②穩(wěn)流電流在輸入電壓固定為直流+12V的條件下：a輸出電流：4至20mA可調(diào)；b負(fù)載調(diào)整率≤1%〔輸入電壓+12V、負(fù)載電阻由200至300Ω變化時(shí)，輸出電流為20mA時(shí)的相對(duì)變化率〕。③DC/DC變換在輸入電壓為+9V至+12V條件下：a輸出電壓為+100V，輸出電流為10mA；b電壓調(diào)整率≤1%(輸入電壓變化范圍+9至+12V)；c負(fù)載調(diào)整率≤1%(在輸入電壓+12V下,空載到滿載)；d紋波電壓(峰-峰值)≤100mV(在輸入電壓+9V下,滿載)。21

62．發(fā)揮局部①擴(kuò)充功能a排除短路故障后，能自動(dòng)恢復(fù)為正常狀態(tài)；b過熱保護(hù)；c防止開、關(guān)機(jī)時(shí)產(chǎn)生的“過沖〞；②提高穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)a提高電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率；b擴(kuò)大輸出電壓調(diào)節(jié)范圍和提高最大輸出電流值。③改善DC/DC變換器性能a提高效率〔在100V、100mA下測(cè)試〕；b提高輸出電壓。④用數(shù)字顯示輸出電壓和輸出電流。三、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目得分根本要求設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告：方案設(shè)計(jì)與論證，理論分析算與計(jì)算、電路圖，測(cè)試方法與數(shù)據(jù)，結(jié)果分析50實(shí)際制作完成情況50發(fā)揮局部完成第①項(xiàng)9完成第②項(xiàng)15完成第③項(xiàng)6完成第④項(xiàng)10特色與創(chuàng)新10四、說明：①直流穩(wěn)壓電源局部不能采用0.5A以上的集成穩(wěn)壓芯片。②在設(shè)計(jì)報(bào)告前附一篇400字以內(nèi)的報(bào)告摘要。B題簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)一、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一臺(tái)數(shù)字顯示的簡(jiǎn)易頻率計(jì)。二、要求1．根本要求①頻率測(cè)量a測(cè)量范圍信號(hào)：方波、正弦波5V頻率:1Hz至1MHzb測(cè)試誤差≤0.1%②周期測(cè)量a測(cè)量范圍信號(hào)：方波、正弦波頻率:1Hz至1MHzb測(cè)試誤差≤0.1%③脈沖寬度測(cè)量a測(cè)量范圍信號(hào)：脈沖波21

7脈沖寬度≥100μSb過測(cè)試誤差≤1%④顯示器十進(jìn)制數(shù)字顯示，顯示刷新時(shí)間1至10秒連續(xù)可調(diào)，對(duì)上述三種測(cè)量功能分別用不同顏色的姚二極管指示。⑤具有自校功能，時(shí)標(biāo)信號(hào)頻率為1MHz。⑥自行設(shè)計(jì)并制作滿足本設(shè)計(jì)任務(wù)要求的穩(wěn)壓電源。2．發(fā)揮局部①擴(kuò)展頻率測(cè)量范圍為0.1Hz至10MHz(信號(hào)幅度0.5至5V),測(cè)試誤差降低為0.01%(最大閘門時(shí)間≤10S).②測(cè)量并顯示周期脈沖信號(hào)(幅度0.5至5V、頻率1Hz至1kHz)的占空比，占空比的變化范圍為10%至90%，測(cè)試誤差≤1%。③在1Hz至1MHz范圍內(nèi)及測(cè)試誤差≤0。1%的條件下，進(jìn)行小信號(hào)的頻率測(cè)量，提出實(shí)現(xiàn)抗干擾的措施。三、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目得分根本要求設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告：方案設(shè)計(jì)與論證，理論分析算與計(jì)算、電路圖，測(cè)試方法與數(shù)據(jù)，結(jié)果分析50實(shí)際制作完成情況50發(fā)揮局部完成第①項(xiàng)10完成第②項(xiàng)10完成第③項(xiàng)20特色與創(chuàng)新10四、說明①不能采用頻率計(jì)專用模板。②在設(shè)計(jì)報(bào)告前附一篇400字以內(nèi)的報(bào)告摘要。C題水溫控制系統(tǒng)一、設(shè)計(jì)并制作一個(gè)水溫自動(dòng)控制系統(tǒng)，控制對(duì)換為1升凈水，容器為搪瓷器皿。水溫可以在一定范圍內(nèi)由人工設(shè)定，并能在環(huán)境溫度降低時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整，以保持設(shè)定的溫度根本保持不變。二、要求1．根本要求①溫度設(shè)定范圍為40至900C，最小區(qū)分度為10C，標(biāo)準(zhǔn)溫差≤10C。②環(huán)境溫度降低時(shí)〔例如用電風(fēng)扇降溫〕溫度控制的靜態(tài)誤差≤10C。③用十進(jìn)制數(shù)碼顯示水的實(shí)際溫度。2．發(fā)揮局部①采用適當(dāng)?shù)目刂品绞?，?dāng)設(shè)定溫度突變〔由400C提高到600C〕時(shí)，減少系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間和超調(diào)量。②溫度控制的靜態(tài)誤差≤0。20C21

8③在設(shè)定溫度發(fā)生突變〔由400C提高到600C〕時(shí)，自動(dòng)打印水溫隨時(shí)間變化的曲線。三、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目得分根本要求設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告：方案設(shè)計(jì)與論證，理論分析算與計(jì)算、電路圖，測(cè)試方法與數(shù)據(jù)，對(duì)測(cè)試結(jié)果的分析50實(shí)際制作完成情況50發(fā)揮局部減少調(diào)節(jié)時(shí)間和超調(diào)量20溫度控制的靜態(tài)誤差≤0。20C10實(shí)現(xiàn)打印曲線功能10特色與創(chuàng)新10四、說明①加熱器用一千瓦電爐。②如果采用單片機(jī)控制，允許使用已有的單片機(jī)最小系統(tǒng)電路板。③數(shù)碼顯示局部可以使用數(shù)碼顯示模塊。④測(cè)量水溫時(shí)只要求在容器內(nèi)任意設(shè)置一個(gè)測(cè)試點(diǎn)。⑤在設(shè)計(jì)報(bào)告前附一篇400字以內(nèi)的報(bào)告摘要。D題調(diào)幅擴(kuò)播收音機(jī)一、任務(wù)利用所提供的元器件〔附有資料〕制作一個(gè)中波段播送收音機(jī)。二、要求1．根本要求①接收頻率范圍：540至1600kHz。②調(diào)諧方式：手動(dòng)電調(diào)諧。③輸出功率：≥100mW。④測(cè)量靈敏度、選擇性、鏡像抑制比和電調(diào)諧特性〔測(cè)試時(shí)用信號(hào)發(fā)生器直接注入〕；寫明測(cè)試方法，記錄實(shí)測(cè)值，畫出曲線。2．發(fā)揮局部①自動(dòng)和手動(dòng)搜索電臺(tái)并有存儲(chǔ)功能〔可利用所提供的鎖相環(huán)器件，或其它方法實(shí)現(xiàn)〕。②可預(yù)置電臺(tái)數(shù)目：預(yù)置電臺(tái)數(shù)目≥10個(gè)。③顯示預(yù)置電臺(tái)序號(hào)。④特色與創(chuàng)新〔例如：提高性能指標(biāo)，全機(jī)用單一+3V電源供電，節(jié)電，顯示電臺(tái)頻率等〕。三、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目得分根本要求設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告：方案設(shè)計(jì)與論證，理論分析算與計(jì)算、電路圖，測(cè)試方法與數(shù)據(jù)，對(duì)測(cè)試結(jié)果的分析50實(shí)際制作完成情況50發(fā)揮局部完成第①項(xiàng)25完成第②項(xiàng)5完成第③項(xiàng)521

9完成第④項(xiàng)15四、說明1．電調(diào)諧和特性是指輸入信號(hào)頻率與變?nèi)荻O管控制電壓之間的關(guān)系曲線。2．所提供的元器件清單〔其它元器件自備〕：①調(diào)幅收音機(jī)單片集成電路〔帶有小功率放大器〕，型號(hào)：CXA1600P/M。②調(diào)幅收音機(jī)輸入回路線圈和磁性天線。③變?nèi)莨鉄òl(fā)二極管，型號(hào)：SVC341。④本振線圈。⑤用于電調(diào)諧的鎖相環(huán)頻率合成器集成電路，型號(hào)：LC7218〔可選件〕。⑥7.2MHz晶體〔可選件〕.3．在設(shè)計(jì)報(bào)告前附一篇400字以內(nèi)的報(bào)告摘要。1．4第四屆電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽試題〔1999年〕A題一、題目測(cè)量放大器二、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)測(cè)量放大器及所用的直流穩(wěn)壓電源，框圖如下圖。VI+-+1m連線VB=-15VVA=+15V10k10k10k10kR4R3R2R1直流電壓放大器V0++-三、要求1．根本要求①測(cè)量放大器a差模電壓放大倍數(shù)AVD=1至500，可手動(dòng)調(diào)節(jié)；b最大輸出電壓為±10V，非線性誤差<0.5%；CMR>105；d在AVD=500時(shí),輸出端噪聲電壓的峰峰值小于1V；e通帶寬度0至10Hz；f直流電壓放大器的差模輸入電阻≥2MΩ(可不測(cè)試,由電路設(shè)計(jì)預(yù)以保證)；②電源設(shè)計(jì)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%至—15%。函數(shù)發(fā)生器信號(hào)變換放大器直流電壓放大器VIV0③設(shè)計(jì)并制作一個(gè)信號(hào)變換放大器。電路框圖圖如下列圖所示：將函數(shù)發(fā)生器單端輸出的正弦電壓信號(hào)不失真地轉(zhuǎn)換為雙端輸出信號(hào)，用作測(cè)量直流電壓放大器頻率特性的輸入信號(hào)。21

102．發(fā)揮局部①提高差模電壓放大倍數(shù)至AVD=1000，同時(shí)減小輸出端噪聲電壓。②在滿足根本要求①中對(duì)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至100Hz以上。③提高電路的共模抑制比。④差模電壓放大倍數(shù)AVA可預(yù)置并顯示，預(yù)置范圍1至1000，步距為1，同時(shí)滿足根本要求①中參共模抑制比和噪聲電壓的要求。⑤其它〔例如改善放大器性能的其它措施等〕。四、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目得分根本要求設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告：方案設(shè)計(jì)與論證，理論分析算與計(jì)算、電路圖，測(cè)試方法與數(shù)據(jù)，對(duì)測(cè)試結(jié)果的分析50實(shí)際制作完成情況50發(fā)揮局部完成第①項(xiàng)5完成第②項(xiàng)10完成第③項(xiàng)5完成第④項(xiàng)20特色與創(chuàng)新10五、說明直流電壓放大器局部只允許采用通用型集成運(yùn)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(cè)量放大器或其它之下型的測(cè)量放大器產(chǎn)品。B題一、題目數(shù)字式工頻有效值多用表。二、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)能同時(shí)對(duì)一路工頻交流電〔頻率波動(dòng)范圍為〔50±1〕Hz、有失真的正弦波〕的電壓有效值、電流有效值、有功功率、無(wú)功功率、功率因素進(jìn)行測(cè)量的數(shù)字式多用表。數(shù)字式多用表框圖如下圖。電壓變換器流壓變換器檢測(cè)處理控制顯示器鍵盤多用表三、要求21

111．根本要求①測(cè)量功能及測(cè)量范圍a交流電壓：；b交流電流：；c有功功率：；d無(wú)功功率：；e功率因素：〔有功功率/視在功率〕；為了便于本試題的設(shè)計(jì)與制作，設(shè)定待測(cè)的交流電壓、的交流電流均已經(jīng)相應(yīng)的變換器轉(zhuǎn)換為的交流電壓。②準(zhǔn)確度a顯示為位〔〕，有過量程指示；b交流電壓和交流電流：±〔0．8%讀數(shù)+5個(gè)字〕，例如：當(dāng)被測(cè)電壓為300V時(shí)，讀數(shù)誤差應(yīng)小于±〔0．8%×300+0．5〕=±2．9V；c有功功率和無(wú)功功率：±〔1．5%讀數(shù)+8個(gè)字〕；d功率因素：±0．01；③功能選擇：用按鍵選擇交流電壓、交流電流、有功功率、無(wú)功功率和功率因素的測(cè)量與顯示。2．發(fā)揮局部①用按鍵選擇電壓基涉及總諧波的有效值測(cè)量與顯示。②具有量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能，當(dāng)變換器的輸出電壓小于0．5V時(shí)，能自動(dòng)提高分辨力達(dá)0．01V。③用按鍵控制實(shí)現(xiàn)交流電壓、交流電流、有功功率、無(wú)功功率在測(cè)量過程中的最大值、最小值測(cè)量。④其它〔例如擴(kuò)展功能，提出高性能〕。四、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目得分根本要求設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告：方案設(shè)計(jì)與論證，理論分析算與計(jì)算、電路圖，測(cè)試方法與數(shù)據(jù)，對(duì)測(cè)試結(jié)果的分析50實(shí)際制作完成情況50發(fā)揮局部完成第①項(xiàng)20完成第②項(xiàng)10完成第③項(xiàng)10完成第④項(xiàng)10五、說明發(fā)揮局部②、③均用所制作的頻率特性測(cè)試儀測(cè)試自制的被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性與相頻特性。D題一、題目短波調(diào)頻接收機(jī)二、任務(wù)21

12設(shè)計(jì)并制作一個(gè)短波調(diào)頻接收機(jī)，電路組成框圖如下圖。輸入回路混頻本振中放解調(diào)放大三、要求1．根本要求①接收頻率〔f0〕范圍：MHz；②接收信號(hào)為Hz音頻調(diào)頻信號(hào)，頻偏為3kHz；③最大不失真輸出功率≥100mW〔8Ω〕；④接近靈敏度≤5mV；⑤通頻帶：f0±4kHz為3dB；⑥選擇性：f0±10kHz為30dB；⑦鏡像抑制比≥20dB。2．發(fā)揮局部①可實(shí)現(xiàn)多種自動(dòng)程控頻率搜索模式〔如全頻率范圍搜索，特定頻率范圍內(nèi)搜索等〕，全頻率范圍搜索時(shí)間≤2分鐘；②能顯示接收頻率范圍內(nèi)的調(diào)頻電臺(tái)載頻值，顯示載波頻率的誤差≤±5kHz；③進(jìn)一步提高靈敏度；④可存儲(chǔ)已搜索到的電臺(tái)，在臺(tái)數(shù)不少于20個(gè)；⑤其它。四、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目得分根本要求設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告：方案設(shè)計(jì)與論證，理論分析算與計(jì)算、電路圖，測(cè)試方法與數(shù)據(jù)，對(duì)測(cè)試結(jié)果的分析50實(shí)際制作完成情況50發(fā)揮局部完成第①項(xiàng)20完成第②項(xiàng)5完成第③項(xiàng)10完成第④項(xiàng)5特色與創(chuàng)新10E題一、題目數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)二、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)，電路的示意圖如圖所。拾音器放大器1帶通濾波器耳機(jī)ADC放大器2帶通濾波器DAC存儲(chǔ)器微處理器21

13三、要求1．根本要求①放大器1的增益為46dB，放大器2的增益為40dB，增益均可調(diào)；②帶通濾波器：通帶為；③ADC：采樣頻率fs=8kHz，字長(zhǎng)=8位；④語(yǔ)音存儲(chǔ)時(shí)間≥10秒；⑤DAC：變換頻率fC=8kHz，字長(zhǎng)=8位；⑥回放語(yǔ)音質(zhì)量良好。2．發(fā)揮局部在保證語(yǔ)音質(zhì)量的前提下：①減少系統(tǒng)噪聲電平，增加自動(dòng)音量控制功能；②語(yǔ)音存儲(chǔ)時(shí)間增加到20秒以上；③提高存儲(chǔ)器的利用率〔在原有存儲(chǔ)器不變的前提出下，提高語(yǔ)音存儲(chǔ)時(shí)間〕；④其它〔例如：校正等〕。四、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目得分根本要求設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告：方案設(shè)計(jì)與論證，理論分析算與計(jì)算、電路圖，測(cè)試方法與數(shù)據(jù)，對(duì)測(cè)試結(jié)果的分析50實(shí)際制作完成情況50發(fā)揮局部完成第①項(xiàng)15完成第②項(xiàng)5完成第③項(xiàng)15完成第④項(xiàng)15五、說明不能用單片語(yǔ)音用芯片實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)。1．5第五屆電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽試題〔2001年〕A題波形發(fā)生器一、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)波形發(fā)生器，該波形發(fā)生器能產(chǎn)生正弦波、方波、三角波和由用戶編輯的特定波形形狀。其電路示意圖如下圖。健盤控制局部其它輸入裝置顯示局部波形生成波形輸出二、要求1．根本要求①具有產(chǎn)生正弦波、方波、三角波三種周期性波形的功能；21

14②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，以及由基涉及其諧波〔5次以下〕線性組合的波形。③具有波形存儲(chǔ)功能。④輸出波形的頻率范圍為100HzkHz〔非正弦波頻率按10次諧波計(jì)算〕；重復(fù)頻率可調(diào)，頻率步進(jìn)間隔≤100Hz。⑤輸出波形幅度范圍0V〔峰峰值〕，可按步進(jìn)0．１〔峰峰值〕調(diào)整。⑥具有顯示輸出波形的類型、重復(fù)頻率〔周期〕和幅度的功能。2．發(fā)揮局部①輸出波形頻率范圍擴(kuò)展至100HzkHz。②用鍵盤或其它輸入裝置產(chǎn)生任意波形。③增加穩(wěn)幅輸出功能，當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，輸出電壓幅度變化不大于±3%〔負(fù)載電阻變化范圍：100Ω〕。④具有掉電存儲(chǔ)功能，可存儲(chǔ)掉電前用戶編輯的波形和設(shè)置。⑤可產(chǎn)生單次或?qū)掖巍?000次以下〕特定波形〔如產(chǎn)生1個(gè)半周期三角波輸出〕。⑥其它〔如增加頻譜分析、失真度分析、頻率擴(kuò)展大于200kHz、掃描輸出等功能〕。三、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目得分根本要求設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告：方案比擬、設(shè)計(jì)論證，理論分析算與計(jì)算，電路圖及有關(guān)設(shè)計(jì)文件，測(cè)試方法與儀器，測(cè)試數(shù)據(jù)及測(cè)試結(jié)果分析50實(shí)際制作完成情況50發(fā)揮局部完成第①項(xiàng)10完成第②項(xiàng)10完成第③項(xiàng)10完成第④項(xiàng)5完成第⑤項(xiàng)5完成第⑥項(xiàng)10B題簡(jiǎn)易數(shù)字存儲(chǔ)示波器一、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一臺(tái)用普通示波器顯示被測(cè)波形的簡(jiǎn)易數(shù)字存儲(chǔ)示波器。該示波器的電路組成框圖如下圖。輸入電路觸發(fā)電路A/D轉(zhuǎn)換RAMD/A轉(zhuǎn)換D/A轉(zhuǎn)換控制局部〔Y輸入〕普通示波器〔X輸入〕〔Z輸入〕…輸入信號(hào)二、要求1．根本要求⑴要求儀器具有單次觸發(fā)存儲(chǔ)顯示方式，即每按動(dòng)一次“單次觸發(fā)〞鍵，儀器在滿足觸發(fā)條件時(shí)，能對(duì)被測(cè)周期信號(hào)或單次非周期信號(hào)進(jìn)行一次采集與存儲(chǔ)，然而連續(xù)顯示。21

15⑵要求儀器的輸入阻抗大于100kΩ，垂直分辯率為32級(jí)/div，水平分辯率為20點(diǎn)/div，設(shè)示波器顯示屏水平度為10div，垂直度為8div，⑶要求設(shè)置0．2s/div、0．2ms/div、20us/div三檔掃描速度，儀器的頻率范圍為DC—50kHz，誤差≤5%。⑷要求設(shè)置0．1V/div、1V/div二檔垂直靈敏度，誤差≤5%。⑸儀器的觸發(fā)電路采用內(nèi)觸發(fā)方式，要求上升沿觸發(fā)、觸發(fā)電平可調(diào)。⑹觀察波形無(wú)明顯失真。2．發(fā)揮局部⑴增加連續(xù)觸發(fā)存儲(chǔ)顯示方式，在這種方式下，儀器能連續(xù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集，、存儲(chǔ)并實(shí)時(shí)顯示，且具有鎖存〔按“鎖存〞鍵即可存儲(chǔ)當(dāng)前波形〕。⑵增加雙綜示波功能，能同時(shí)顯示兩路被測(cè)信號(hào)波形。⑶增加水平移動(dòng)擴(kuò)展顯示功能，要求存儲(chǔ)深度增加一倍，并且能通過操作“移動(dòng)〞鍵顯示被測(cè)存儲(chǔ)信號(hào)波形的任一局部。⑷垂直靈敏度增加0．01V/div檔，以提高儀器的垂直靈敏度，并盡力減少輸入短路時(shí)的輸出噪聲電壓。⑸其它。三、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目得分根本要求設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告：方案比擬、設(shè)計(jì)論證，理論分析與計(jì)算，電路圖及有關(guān)設(shè)計(jì)文件，測(cè)試方法與儀器，測(cè)試數(shù)據(jù)及測(cè)試結(jié)果分析50實(shí)際制作完成情況50發(fā)揮局部完成第①項(xiàng)15完成第②項(xiàng)8完成第③項(xiàng)5完成第④項(xiàng)10完成第⑤項(xiàng)12四、說明測(cè)試過程中，不能對(duì)普通示波器進(jìn)行操作和調(diào)整。C題自動(dòng)往返電動(dòng)小汽車一、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)能自動(dòng)往返于起跑線與終點(diǎn)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(wú)線遙控〕。1mABCDEFGH36m2m1m36m檔板限速區(qū)起跑線終點(diǎn)線跑道寬度0．5m,外表貼有白紙，，兩側(cè)有檔板，檔板與地面垂直，其高度不低于20cm。在跑道的B、C、D、E、F、G各點(diǎn)處畫有2cm寬的黑線，各段的長(zhǎng)度如下圖。21

16二、要求1．根本要求⑴車輛從起跑線出發(fā)〔出發(fā)前，車體不得超出起跑線〕，到期達(dá)終點(diǎn)線后停留10s，然后自動(dòng)返回起跑線〔允許倒車返回〕。往返一次的時(shí)間應(yīng)力求最短〔從合上汽車電源開關(guān)開始計(jì)時(shí)〕。⑵到期達(dá)終點(diǎn)線和返回起跑線時(shí)，停車位置離起跑線和終點(diǎn)線偏差應(yīng)最小〔以車輛中心點(diǎn)與終點(diǎn)線或起跑中心線之間距離作為偏差的測(cè)量值〕。~⑶DE間為限速區(qū)車輛往返均要求以低速通過，通過時(shí)間不得小于8秒，但不允許在限速區(qū)內(nèi)停車。2．以揮局部⑴自動(dòng)記錄、顯示一次往返時(shí)間〔記錄顯示裝置要求安裝在車上〕。⑵自動(dòng)記錄、顯示行駛距離〔記錄顯示裝置要求安裝在車上〕。⑶其它特色與創(chuàng)新。三、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目得分根本要求設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告：方案比擬、設(shè)計(jì)論證，理論分析與計(jì)算，電路圖及有關(guān)設(shè)計(jì)文件，測(cè)試方法與儀器，測(cè)試數(shù)據(jù)及測(cè)試結(jié)果分析50實(shí)際制作完成情況50發(fā)揮局部完成第①項(xiàng)15完成第②項(xiàng)25完成第③項(xiàng)10四、說明⑴不允許在跑道內(nèi)外區(qū)域另外設(shè)置任何標(biāo)志或檢測(cè)裝置。⑵車輛〔含在車體上附加的任何裝置〕外圍尺寸的限制：長(zhǎng)度≤35cm，寬度≤15cm。⑶必須在車身頂部明顯標(biāo)出車輛中心點(diǎn)位置，即橫向與縱向兩條中心線的交點(diǎn)。D題高效率音頻功率放大器一、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)高效率音頻功率放大器及其參數(shù)的測(cè)量、顯示裝置。功率放大器的電源電壓為+5V〔電路其它局部的電源電壓不限〕。負(fù)載為8Ω電阻。二、要求1．根本要求⑴功率放大器a3dB通頻帶為300Hz至3400Hz，輸出正弦信號(hào)無(wú)明顯失真。b最大不失真輸出功率≥1W。c輸入阻抗大于10kΩ，電壓放大倍數(shù)1至20連續(xù)可調(diào)。d低頻噪聲電壓〔20kHz以下〕≤10mV，在電壓放大倍數(shù)為10，輸入端對(duì)地交流短路時(shí)測(cè)量。e在輸出功率500mW時(shí)測(cè)量的功率放大器效率〔輸出功率/放大器總功耗〕≥50%。⑵設(shè)計(jì)并制作一個(gè)放大倍數(shù)為1的信號(hào)變換電路，將功率放大器雙端輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換為單端輸出，經(jīng)RC濾波供外接測(cè)試儀表用。如下列圖所示。21

17uf796Ω8Ω輸入高效率功率放大器信號(hào)變換電路外接測(cè)試儀表測(cè)試用RC濾波器高效率功率放大器的組成框圖見本例的第四項(xiàng)說不得明。⑶設(shè)計(jì)并制作一個(gè)測(cè)量放大器輸出功率的裝置,要求具有3位數(shù)字顯示,精度優(yōu)于5%.2．發(fā)揮局部⑴3dB通頻帶展擴(kuò)至300Hz至20kHz。⑵輸出功率保持為200mW，盡量提高放大器效率。⑶輸出功率保持為200mW，盡量降低放大器電源電壓。⑷增加輸出短路保護(hù)功能。⑸其它。三、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目得分根本要求設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告：方案比擬、設(shè)計(jì)論證，理論分析與計(jì)算，電路圖及有關(guān)設(shè)計(jì)文件，測(cè)試方法與儀器，測(cè)試數(shù)據(jù)及測(cè)試結(jié)果分析50實(shí)際制作完成情況50發(fā)揮局部完成第①項(xiàng)6完成第②項(xiàng)25完成第③項(xiàng)4完成第④項(xiàng)5完成第⑤項(xiàng)10四、⑴采用開關(guān)方式實(shí)現(xiàn)低頻功率放大〔即D類放大〕是提高效率的主要途經(jīng)之一，D類放大原理框圖如下圖。本例如選用D類放大方式，不允許使用D類功率放大集成電路。PWM高速開關(guān)電路輸入低通濾波8Ω⑵效率計(jì)算中的放大器總功耗是指功率放大器局部的總電流乘以供電電壓〔+5V〕，不包括“根本要求〞中第⑵、⑶項(xiàng)涉及的電路局部功耗，制作時(shí)要注意便于效率測(cè)試。⑶在整個(gè)測(cè)試過程中，要求輸出波形無(wú)明顯失真。21

18E題數(shù)據(jù)休集與傳輸系統(tǒng)一、任務(wù)設(shè)計(jì)制作一個(gè)用于8路模擬信號(hào)采集與單向傳輸系統(tǒng)。其系統(tǒng)方框圖如下。vs8路被測(cè)電壓采集與通信控制器調(diào)制器測(cè)試碼發(fā)生器噪聲模擬發(fā)生器解調(diào)器采集結(jié)果顯示30kHz50kHz模擬信道濾波器發(fā)送端接收端S1S2vn二、要求1．根本要求⑴被測(cè)電壓為8路0至今V分別可調(diào)的直流電壓。系統(tǒng)具有在發(fā)送端設(shè)定8路順序循環(huán)采集與指定某一路采集的功能。⑵采用8位A/D轉(zhuǎn)換器。⑶采用3dB帶寬為30至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。⑷調(diào)制器輸出的信號(hào)峰—峰值VSP—P為0至1V可變，碼元速率16k波特〔碼元/秒〕；制作一個(gè)時(shí)鐘頻率可變的測(cè)試碼發(fā)生器〔如0101┈碼等〕，用于測(cè)試偉輸速度。⑸在接收端具有顯示功能，要求顯示被測(cè)路數(shù)和被子測(cè)電壓值。2．發(fā)揮局部⑴設(shè)計(jì)制作一個(gè)偽隋機(jī)碼形成的噪聲模擬發(fā)生器，偽隋機(jī)碼時(shí)鐘頻率為96kHz，周期為127位碼元，生成多項(xiàng)式采用f(x)=x7+x3+1。其輸出峰—峰值VSP—P為0至1V連續(xù)可調(diào)。⑵設(shè)計(jì)一個(gè)加法器電路，將調(diào)制器輸出VSP—P與噪聲電壓VnP—P相加送入模擬信道。在解調(diào)器輸入端測(cè)量信號(hào)與噪聲峰—峰值之比〔VSP—P/VnP—P〕，當(dāng)其比值分別為1、3、5時(shí)進(jìn)行誤碼測(cè)試。測(cè)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(shù)據(jù)的誤碼情況，監(jiān)視時(shí)間為1分鐘。⑶在〔VSP—P/VnP—P〕=3時(shí)，盡量提高傳輸速率，用上述第⑵項(xiàng)的測(cè)試方法，檢查接收數(shù)據(jù)的誤碼情況。⑷其它〔如自制用來(lái)定量測(cè)量系統(tǒng)誤碼的簡(jiǎn)易誤碼率測(cè)試儀，其方框圖如下所示。碼型發(fā)生器可變延時(shí)被測(cè)系統(tǒng)碼型比擬誤碼顯示21

19三、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目得分根本要求設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告：方案比擬、設(shè)計(jì)論證，理論分析與計(jì)算，電路圖及有關(guān)設(shè)計(jì)文件，測(cè)試方法與儀器，測(cè)試數(shù)據(jù)及測(cè)試結(jié)果分析50實(shí)際制作完成情況50發(fā)揮局部完成第①項(xiàng)5完成第②項(xiàng)20完成第③項(xiàng)15完成第④項(xiàng)10F題調(diào)頻收音機(jī)一、任務(wù)用SONY公司提供的FM/AM收音機(jī)集成芯片CXA1019和鎖相頻率合成芯片BU2614，制作一臺(tái)調(diào)頻收音機(jī)。二、要求1．根本要求⑴接收FM信號(hào)頻率范圍88至108MHz。⑵調(diào)制信號(hào)頻率范圍100至15000Hz，最大頻偏75kHz。⑶最大不失真輸出功率≥100mW〔負(fù)載阻抗8Ω〕。⑷接收靈敏度≤1mV。⑸鏡像抑制性能優(yōu)于20dB。⑹能夠正式常收聽FM播送。2．發(fā)揮局部⑴可實(shí)現(xiàn)多種自動(dòng)程序頻率搜索〔如全頻率范圍搜索、指定頻率范圍內(nèi)搜索等〕。⑵能顯示接收頻率范圍內(nèi)的調(diào)頻電臺(tái)載波頻率值，顯示載波頻率的誤差≤5kHz。⑶進(jìn)一步提高靈敏度。⑷可存儲(chǔ)已搜索到的電臺(tái)，存儲(chǔ)電臺(tái)數(shù)不少于5個(gè)。⑸其它〔如3V單電源整機(jī)供電、節(jié)能供電、時(shí)鐘顯示等〕。三、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目得分根本要求設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告：方案比擬、設(shè)計(jì)論證，理論分析與計(jì)算，電路圖及有關(guān)設(shè)計(jì)文件，測(cè)試方法與儀器，測(cè)試數(shù)據(jù)及測(cè)試結(jié)果分析50實(shí)際制作完成情況50發(fā)揮局部完成第①項(xiàng)20完成第②項(xiàng)5完成第③項(xiàng)10完成第④項(xiàng)5完成第⑤項(xiàng)10四、說明⑴此題提供一組SONY公司的集成芯片和元件，包括：·FM/AM收音機(jī)集成芯片CXA1019·鎖相頻率合成調(diào)諧集成芯片BU261421

20·RF輸入帶通濾波器···可調(diào)電容器·變?nèi)荻O管·鎖相環(huán)所用的75kHz晶體⑵建議本振線圈與輸入回路線圈垂直安裝.21