全国大学生电子设计竞赛题目2003-2009
更新时间:2023-04-30 04:56:01 阅读量: 综合文库 文档下载
第六届(2003年)全国大学生电子设计竞赛题目
电压控制LC振荡器(A题)
一、任务
设计并制作一个电压控制LC振荡器。
二、要求
1、基本要求
(1)振荡器输出为正弦波,波形无明显失真。
(2)输出频率范围:15MHz~35MHz。
(3)输出频率稳定度:优于10-3。
(4)输出电压峰-峰值:V p-p=1V±0.1V。
(5)实时测量并显示振荡器输出电压峰-峰值,精度优于10%。
(6)可实现输出频率步进,步进间隔为
1MHz 100kHz。
2、发挥部分
(1)进一步扩大输出频率范围。
(2)采用锁相环进一步提高输出频率稳定度,输出频率步进间隔为100kHz。
(3)实时测量并显示振荡器的输出频率。
(4)制作一个功率放大器,放大LC振荡器输出的30MHz正弦信号,限定使用E=12V的单直流电源
为功率放大器供电,要求在50Ω纯电阻负载上
的输出功率≥20mW,尽可能提高功率放大器的效
率。
(5)功率放大器负载改为50Ω电阻与20pF电容串联,在此条件下50Ω电阻上的输出功率≥20mW,
尽可能提高放大器效率。
(6)其它。
三、评分标准
项目满分
基本要求设计与总结报告:方案
比较、设计与论证,理
论分析与计算,电路图
及有关设计文件,测试
50
方法与仪器,测试数据
及测试结果分析。
实际制作完成情况50
发挥部分完成第(1)项 5 完成第(2)项15 完成第(3)项 5 完成第(4)项10 完成第(5)项10 其它 5
四、说明
1、需留出末级功率放大器电源电流I C0(或I D0)的测量端,用于测试功率放大器的效率。
宽带放大器(B题)
一、任务
设计并制作一个宽带放大器。
二、要求
1、基本要求
(1)输入阻抗≥1kΩ;单端输入,单端输出;放大器负载电阻。
(2)3dB通频带10kHz~6MHz,在20kHz~5MHz频带内增益起伏≤1dB。
(3)最大增益≥40dB,增益调节范围10dB~40dB (增益值6级可调,步进间隔6dB,增益预置值
与实测值误差的绝对值≤2dB),需显示预置增
益值。
(4)最大输出电压有效值≥3V,数字显示输出正弦电压有效值。
(5)自制放大器所需的稳压电源。
2、发挥部分
(1)最大输出电压有效值≥6V。
(2)最大增益≥58dB (3dB通频带10kHz~6MHz,在20kHz~5MHz频带内增益起伏≤1dB),增益调
节范围10dB~58dB(增益值9级可调,步进间
隔6dB,增益预置值与实测值误差的绝对值≤
2dB),需显示预置增益值。
(3)增加自动增益控制(AGC)功能,AGC范围≥20dB,在AGC稳定范围内输出电压有效值应稳定在
4.5V≤V o≤
5.5V内(详见说明4)。
(4)输出噪声电压峰-峰值V oN ≤0.5V。
(5)进一步扩展通频带、提高增益、提高输出电压幅度、扩大AGC范围、减小增益调节步进间隔。
(6)其它。
三、评分标准
项目满分
基本要求设计与总结报告:方案
比较、设计与论证,理
论分析与计算,电路图
及有关设计文件,测试
方法与仪器,测试数据
及测试结果分析。
50 实际完成情况50
发挥部分完成第(1)项10 完成第(2)项12 完成第(3)项7 完成第(4)项 2
完成第(5)项
16 其它
3
四、说明 1、基本要求部分第(3)项和发挥部分第(2)项的增益步进级数对照表如下: 增益步进
级数
1 2 3 4 5 6 7 8
9
预置增益
值(dB ) 10 16 22 28 34 40 46 52 58 2、发挥部分第(4)项的测试条件为:输入交流短路,增益为58dB 。
3、宽带放大器幅频特性测试框图如下图所示:
4、AGC 电路常用在接收机的中频或视频放大器中,其作用是当输入信号较强时,使放大器增益自动降低;当信号较弱时,又使其增益自动增高,从而保证在
AGC作用范围内输出电压的均匀性,故AGC电路实质是一个负反馈电路。
发挥部分第(4)项中涉及到的AGC功能的放大器的折线化传输特性示意图如下所示;本题定义:AGC范围=(dB);要求输出电压有效值稳定在4.5V≤V o≤5.5V范围内,即V oL≥
4.5V、V oH≤
5.5V。
低频数字式相位测量仪(C题)
一、任务
设计并制作一个低频相位测量系统,包括相位测量仪、数字式移相信号发生器和移相网络三部分,示意图如下:
二、要求
1、基本要求
(1)设计并制作一个相位测量仪(参见图1)
a.频率范围:20Hz~20kHz。
b.相位测量仪的输入阻抗≥100k。
c.允许两路输入正弦信号峰-峰值可分别在1V~5V范围内变化。
d.相位测量绝对误差≤2°。
e.具有频率测量及数字显示功能。
f.相位差数字显示:相位读数为0o~359.9o,分辨力为0.1°。
(2)参考图2制作一个移相网络
a.输入信号频率:100Hz、1kHz、10kHz。
b.连续相移范围:-45°~+45°。
c.A'、B'输出的正弦信号峰-峰值可分别在0.3V~5V范围内变化。
2.发挥部分
(1)设计并制作一个数字式移相信号发生器(图3),用以产生相位测量仪所需的输入正弦信号,要
求:
a.频率范围:20Hz~20kHz,频率步进为20Hz,输出频率可预置。
b.A、B输出的正弦信号峰-峰值可分别在0.3V~5V范围内变化。
c.相位差范围为0~359°,相位差步进为1°,相位差值可预置。
d.数字显示预置的频率、相位差值。
(2)在保持相位测量仪测量误差和频率范围不变的条件下,扩展相位测量仪输入正弦电压峰-峰值
至0.3V~5V范围。
(3)用数字移相信号发生器校验相位测量仪,自选几个频点、相位差值和不同幅度进行校验。
(4)其它。
三、评分标准
项目满分
基本要求设计与总结报告:方
案比较、设计与论
证,理论分析与计
算,电路图及有关设
计文件,测试方法与
仪器,测试数据及测
试结果分析。
50 实际制作完成情况50
发挥部分完成第(1)项22 完成第(2)项 6 完成第(3)项12
其它10
四、说明
1、移相网络的器件和元件参数自行选择,也可以自行设计不同于图2的移相网络。
2、基本要求(2)项中,当输入信号频率不同时,允许切换移相网络中的元件。
3、相位测量仪和数字移相信号发生器互相独立,不允许共用控制与显示电路。
简易逻辑分析仪(D题)
一、任务
设计并制作一个8路数字信号发生器与简易逻辑分析仪,其结构框图如图1所示:
二、要求
1、基本要求
(1)制作数字信号发生器
能产生8路可预置的循环移位逻辑信号序列,
输出信号为TTL电平,序列时钟频率为100Hz,
并能够重复输出。逻辑信号序列示例如图2所
示。
(2)制作简易逻辑分析仪
a.具有采集8路逻辑信号的功能,并可设置单级触发字。信号采集的触发条件为各路被测信号
电平与触发字所设定的逻辑状态相同。在满足
触发条件时,能对被测信号进行一次采集、存
储。
b.能利用模拟示波器清晰稳定地显示所采集到的8路信号波形,并显示触发点位置。
c.8位输入电路的输入阻抗大于50kΩ,其逻辑信号门限电压可在0.25~4V范围内按16级变
化,以适应各种输入信号的逻辑电平。
d.每通道的存储深度为20bit。
图2 重复输出循环移位逻辑序列00000101
2.发挥部分
(1)能在示波器上显示可移动的时间标志线,并采用LED或其它方式显示时间标志线所对应时刻
的8路输入信号逻辑状态。
(2)简易逻辑分析仪应具备3级逻辑状态分析触发功能,即当连续依次捕捉到设定的3个触发字
时,开始对被测信号进行一次采集、存储与显示,
并显示触发点位置。3级触发字可任意设定(例
如:在8路信号中指定连续依次捕捉到两路信号
11、01、00作为三级触发状态字)。
(3)触发位置可调(即可选择显示触发前、后所保存的逻辑状态字数)。
(4)其它(如增加存储深度后分页显示等)。三、评分标准
项目满分
基本要求设计与总结报告:方案
比较、设计与论证,理
论分析与计算,电路图
及有关设计文件,测试
方法与仪器,测试数据
及测试结果分析
50
实际制作完成情况50
发挥部分完成第(1)项18 完成第(2)项18 完成第(3)项 5 其它9
四、说明
1、系统结构框图中的跳接线必须采取可灵活改变的接插方式。
2、数字信号的采集时钟可采用来自数字信号发生器的时钟脉冲clock。
3、测试开始后,参赛者不能对示波器进行任何调整操作。
4、题中涉及的“字”均为多位逻辑状态。如图2中
纵向第一个字为一个8位逻辑状态字(00000101),而发挥部分中的3级触发字为2位逻辑状态。
简易智能电动车(E题)
一、任务
设计并制作一个简易智能电动车,其行驶路线示意图如下:
二、要求
1、基本要求
(1)电动车从起跑线出发(车体不得超过起跑线),沿引导线到达B点。在“直道区”铺设的白纸下
沿引导线埋有1~3块宽度为15cm、长度不等的薄
铁片。电动车检测到薄铁片时需立即发出声光指
示信息,并实时存储、显示在“直道区”检测到
的薄铁片数目。
(2)电动车到达B点以后进入“弯道区”,沿圆弧引导线到达C点(也可脱离圆弧引导线到达C点)。
C点下埋有边长为15cm的正方形薄铁片,要求电
动车到达C点检测到薄铁片后在C点处停车5秒,
停车期间发出断续的声光信息。
(3)电动车在光源的引导下,通过障碍区进入停车区并到达车库。电动车必须在两个障碍物之间通
过且不得与其接触。
(4)电动车完成上述任务后应立即停车,但全程行驶时间不能大于90秒,行驶时间达到90秒时必
须立即自动停车。
2、发挥部分
(1)电动车在“直道区”行驶过程中,存储并显示每个薄铁片(中心线)至起跑线间的距离。
(2)电动车进入停车区域后,能进一步准确驶入车库中,要求电动车的车身完全进入车库。
(3)停车后,能准确显示电动车全程行驶时间。
(4)其它。
三、评分标准
项目满分
基本要求设计与总结报告:
方案比较、设计与
论证,理论分析与
计算,电路图及有
关设计文件,测试
方法与仪器,测试
数据及测试结果分
析
50 实际完成情况50
发挥部分完成第(1)项15 完成第(2)项17 完成第(3)项8 其它10
四、说明
1、跑道上面铺设白纸,薄铁片置于纸下,铁片厚度为0.5~1.0mm。
2、跑道边线宽度5cm,引导线宽度2cm,可以涂墨或
粘黑色胶带。示意图中的虚线和尺寸标注线不要绘制在白纸上。
3、障碍物1、2可由包有白纸的砖组成,其长、宽、
高约为50cm12cm6cm,两个障碍物分别放置在障碍区两侧的任意位置。
4、电动车允许用玩具车改装,但不能由人工遥控,
其外围尺寸(含车体上附加装置)的限制为:长度≤35cm,宽度≤15cm。
5、光源采用200W白炽灯,白炽灯泡底部距地面20cm,其位置如图所示。
6、要求在电动车顶部明显标出电动车的中心点位置,即横向与纵向两条中心线的交点。
液体点滴速度监控装置(F题)
一、任务
设计并制作一个液体点滴速
度监测与控制装置,示意图如
右图所示。
二、要求
1、基本要求
(1)在滴斗处检测点滴速度,并制作一个数显装置,能动态显示点滴速度(滴/分)。
(2)通过改变h2控制点滴速度,如右图所示;也可以通过控制输液软管夹头的松紧等其它方式来
控制点滴速度。点滴速度可用键盘设定并显示,
设定范围为20~150(滴/分),控制误差范围为设
定值10%1滴。
(3)调整时间≤3分钟(从改变设定值起到点滴速度基本稳定,能人工读出数据为止)。
(4)当h1降到警戒值(2~3cm)时,能发出报警信号。
2、发挥部分
设计并制作一个由主站控制16个从站的有线监控系统。16个从站中,只有一个从站是按基本要求制作
的一套点滴速度监控装置,其它从站为模拟从站 (仅要求制作一个模拟从站)。
(1)主站功能:
a.具有定点和巡回检测两种方式。
b.可显示从站传输过来的从站号和点滴速度。
c.在巡回检测时,主站能任意设定要查询的从站数量、从站号和各从站的点滴速度。
d.收到从站发来的报警信号后,能声光报警并显示相应的从站号;可用手动方式解除报警状态。
(2)从站功能:
a.能输出从站号、点滴速度和报警信号;从站号和点滴速度可以任意设定。
b.接收主站设定的点滴速度信息并显示。
c.对异常情况进行报警。
(3)主站和从站间的通信方式不限,通信协议自定,但应尽量减少信号传输线的数量。
(4)其它。
三、评分标准
项目满分
基本要求设计与总结报告:
方案比较、设计与
论证,理论分析与
计算,电路图及有
关设计文件,测试
方法与仪器,测试
50
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