电子竞赛题目

电路题

2007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。

输出信号

参数调整 信号发生 信号输出

图1 信号发生器系统框图

稳压电源 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100Hz～100kHz范围内可调, 输出信号频率稳定度优于10-3；

（3）在1k?负载条件下，输出正弦波信号的电压峰-峰值Vopp在0～5V范围内可调；

（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50?负载条件下，输出正弦波信号的电压峰-峰值Vopp在0～5V范围内可调，调节步进间隔为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 系统方案 理论分析与计算 电路与程序设计 测试方案与测试结果 设计报告结构及规范性 总分 基本 要求 发挥 部分 实际制作完成情况 完成第（1）项 完成第（2）项 完成第（3）项 其他 总分 满分 4 2 6 4 4 20 50 23 13 9 5 50 设计 报告

2007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。

测试端子信号输入放大器滤波器信号输出RL参数设置参数设置

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。

（2）滤波器可设置为低通滤波器，其-3dB截止频率fc在1kHz～20kHz范围内可调，调节的频率步进为1kHz，2fc处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB,RL=1k?。

（3）滤波器可设置为高通滤波器，其-3dB截止频率fc在1kHz～20kHz范围内可调，调节的频率步进为1kHz，0.5fc处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB, RL=1k?。

（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。

（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 系统方案 理论分析与计算 电路设计 测试方案与测试结果 设计报告结构及规范性 总分 基本 要求 实际制作完成情况 完成第（1）项 完成第（2）项 完成第（3）项 完成第（4）项 其他 总分 满分 4 3 4 5 4 20 50 15 14 10 6 5 50 设计 报告 发挥 部分

2009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。

（4）输出噪声电压有效值V0N≤5mV。 （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 系统方案 理论分析与设计 主要内容 总体方案设计 电压放大电路设计 输出级电路设计 带阻滤波器设计 显示电路设计 总体电路图；工作流程图 满分 4 8 设计报告 电路与程序设计 3 3 调试方法与仪器 测试方案与测试结果 测试数据完整性 测试结果分析 设计报告结构及规范摘要；设计报告正文的结构 图表的规范性 性 总分 基本要求 实际制作完成情况 完成第（1）项 完成第（2）项 发挥部分 完成第（3）项 完成第（4）项 其他 总分

2 20 50 10 10 15 10 5 50 单片机题

2007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。

mm160090BA配重物体

图1起始状态示意图

800mm90A配重物体B70mm

图2平衡状态示意图

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≤?60mm范围内时，可视为进入平衡状态。

四、评分标准

项 目 方案比较 设计与论证 系统组成、原理和电路图 测试数据与结果分析 设计报告的结构和规范性 总分 实际制作完成情况 完成第（1）项 完成第（2）项 其他 总分 满分 3 4 6 4 3 20 50 24 18 8 50 设计 报告 基本要求 发挥 部分

2007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：≥1M? （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 系统方案 设计 报告 理论分析与计算 电路与程序设计 测试方案与测试结果 设计报告结构及规范性 总分 实际制作完成情况 完成第（1）项 完成第（3）项 发挥 部分 完成第（4）项 完成第（5）项 完成第（6）项 完成第（7）项 其他 总分 满分 4 3 4 5 4 20 50 4 3 2 20 8 8 5 50 基本要求

2009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。

LED灯1输入、显示装置LED灯2单元控制器1单元控制器2支路控制器

图1 路灯控制系统示意图

LED灯240定位点404020MLED灯1S’4040ACBS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。

（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

方案比较与论证 设计 报告 电路图和设计文件 理论分析与设计 项目 方案描述 比较与论证 单元设计 系统设计 完整性 规范性 5 5 满分 5

测试数据与分析 总分 基本 要求 发挥 部分 系统测试 结果分析 5 20 50 15 25 10 50 实际制作完成情况 完成(1) 完成(2) 其它 总分

2009 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。

光笔 32×32 LED 点阵模块 控制器 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。

（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 系统方案 理论分析与计算 主要内容 比较与选择 方案描述 光笔选取与参数设计 点阵屏驱动参数设计 屏亮自动调节设计 超时关显示节电设计 电路设计 程序设计 划亮反显擦除拖移 屏亮自动调节 超时关显示节电 摘要 设计报告正文的结构 图表的规范性 分数 2 6 设计 报告 电路与程序设计 测试方案与测试结果 6 3 设计报告结构及规范性 3 20 50 10 10 15 5 5 5 50 总分 基本 要求 实际制作完成情况 完成第（1）项 完成第（2）项 发挥 部分 完成第（3）项 完成第（4）项 完成第（5）项 其他 总分

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