2022年全国大学生电子设计竞赛题目 .docx
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1、精品_精品资料_2022 年全国高校生电子设计竞赛题目A音频信号分析仪( html 文件, Doc 文件) B无线识别( htm 文件, Doc 文件)C数字示波器( htm 文件, Doc 文件) D程控滤波器( htm 文件, Doc 文件) E开关稳压电源( htm 文件, Doc 文件) F电动车跷跷板( htm 文件, Doc 文件)G 积分式直流数字电压表(htm 文件, Doc 文件)H 信号发生器( htm 文件, Doc 文件) I可控放大器( htm 文件, Doc 文件) J电动车跷跷板( htm 文件, Doc 文件)2022年全国高校生电子设计竞赛试卷参赛留意事项(1
2、) 2022 年 9 月 3 日 8:00 竞赛正式开头.本科组参赛队只能A 、B、 C、 D、 E、F 题目中任选一题.高职高专组参赛队原就上在G、H 、I、J 题中任选一题,也可以挑选其他题目.(2) 参赛队仔细填写登记表内容,填写好的登记表交赛场巡察员临时储存.( 3)参赛者必需是有正式学籍的全日制在校本、专科同学,应出示能够证明参赛者同学身份的有效证件(如同学证)随时备查.(4)每队严格限制 3 人,开赛后不得中途更换队员.( 5)竞赛期间,可使用各种图书资料和网络资源,但不得在学校指定竞赛场的外进行设计制作,不得以任何方式与他人沟通,包括老师在内的非参赛队员必需迴避,对违纪参赛队取消
3、评审资格.(6) 2022 年 9 月 6 日 20:00 竞赛终止,上交设计报告、制作实物及登记表,由专人封存.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_一、任务音频信号分析仪( A 题)【本科组】可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_设计、制作一个可分析音频信号频率成分,并可测量正弦信号失真度的仪器.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_二、要求1. 基本要求(1) 输入阻抗: 50(2) 输入信号电压范畴(峰 -峰值): 100mV5V(3) 输入信号包含的频率成分范畴: 200Hz10kHz(4) )频率辨论力: 100Hz(可正确测量被测信号中,频差不小于1
4、00Hz 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量的频率和功率,检测出的各频率重量的功率之和不小于总功率值的95%.各频率重量功率测量的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,信号各频率重量应按功率大小依次储备并可回放显示,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畴,提高灵敏度.(2) )输入信号包含的频率成分范畴: 20Hz10kHz.(3) )增加频率辨论力 20Hz 档.(4) )判定输入信
5、号的周期性,并测量其周期.(5) )测量被测正弦信号的失真度.(6) )其他.三、说明1. 电源可用成品,必需自备,亦可自制.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、评分标准工程设计报告主要内容比较与挑选方案描述 放大器设计功率谱测量方法周期性判定方法分数系统方案5理论分析与运算15可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_程序设计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12测试结果分析设计报告结构及规范性摘要设计报告正文的结构8图表的规范性总分50实际制作完成情形50
6、完成第( 1)项10完成第( 2)项10完成第( 3)项10完成第( 4)项10完成第( 5)项5其他5总分50无线识别装置( B 题)电路与程序设计电路设计10基本要求发挥部分【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,耦合线圈耦合线圈外接单电源阅读器应答器D其方框图参见图 1.阅读器能识别应答器的有无、编码和储备信息.图 1无线识别装置方框图装置中阅读器、应答器均具有无线传输功能,频率和调制方式自由选定.不得使用现有射频识别卡或用于识别的专用芯片.装置中的耦合线圈为圆形空芯线圈,用直径不大于1mm的漆包线或有绝缘外皮的导线密绕10 圈制成.线圈直径为
7、6.6 0.5 cm (可用直径 6.6 cm 左右的易拉罐作为骨架,绕好取下,用可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_绝缘胶带固定即可).线圈间的介质为空气.两个耦合线圈最接近部分的间距定义为 D.阅读器、应答器不得使用其他耦合方式.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D尽可能大的情形下,识别应答器的有无.识别正确率 80%,识别时间 5 秒,耦合线圈间距D 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置编码.显示正确率80%,响应
8、时间 5 秒,耦合线圈间距 D5cm.2. 发挥部分(1) 应答器所需电源能量全部从耦合线圈获得(通过对耦合到的信号进行整流滤波得到能量),不答应使用电池及内部含有电池的集成电路.阅读器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 80%,响应时间 5 秒,耦合线圈间距 D 5cm.(2) 阅读器采纳单电源供电,在识别状态时,电源供应功率2W.在显示编码正确率 80%、响应时间 5 秒的条件下,尽可能增加耦合线圈间距 D.(3) 应答器增加信息储备功能,其储备容量大于等于两个四位二进制数.装置断电后,应答器储备的信息不丢失.无线识别装置具有在阅读器端写入、读出应答器储备信息的功能.
9、(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、重要的源程序用附件给出.四、评分标准工程设计报告系统方案理论分析与运算主要内容无线识别装置总体方案设计耦合线圈的匹配理论阅读器发射电路分析阅读器接收电路分析满分69可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_电路与程序设计阅读器电路设计运算应答器电路设计运算总体电路图识别装置工作流程图调试方法与仪器测试方案与测试结果测试数据完整性8测试结果分析摘要设计报告结构及规范性设计报告正文的结构8图表的规范性总分50实际制作完成情形50完成第( 1)项21完成第( 2)项20完成第(
10、 3)项5其他4总分50数字示波器( C 题)【本科组】19可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_基本要求发挥部分一、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 1 所示.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_输入取样与电路保持电路触发电路TPA / D 转换与储备显示部控 制 电路分可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_二、要求1. 基本要求图 1 数字示波器示意图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(1) 被测周期信号的频率范畴为 10Hz10MHz ,仪器输入阻抗为1M
11、,显示屏的刻度为 8 div10div, 垂直辨论率为 8bits,水平显可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_示辨论率 20 点/ div .(2) 垂直灵敏度要求含 1V/div 、0.1V/div 两档.电压测量误差 5%.(3) 实时采样速率 1MSa/s,等效采样速率 200MSa/s.扫描速度要求含 20ms/div、2s /div、100 ns/div 三档,波形周期测量误差 5%.(4) )仪器的触发电路采纳内触发方式,要求上升沿触发,触发电平可调.(5) )被测信号的显示波形应无明显失真.2. 发挥部分(1) 提高仪器垂直灵敏度,要求增加2mV/div 档,其电压测
12、量误差5%,输入短路时的输出噪声峰 -峰值小于 2mV .(2) 增加储备 /调出功能,即按动一次“储备”键,仪器即可储备当前波形,并能在需要时调出储备的波形予以显示.(3) 增加单次触发功能,即按动一次“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储备(被测信号的频率范畴限定为10Hz 50kHz).(4) 能供应频率为 100kHz 的方波校准信号,要求幅度值为0.3V5%(负载电阻 1 M时),频率误差 5%.(5) )其他.三、说明1. A/D 转换器最高采样速率限定为 1MSa/s,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 转换器和取样保持电路之间设置测试
13、端子 TP.2. 显示部分可采纳通用示波器,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、评分标准工程应包括的主要内容分数设计系统方案比较与挑选6报告方案描述可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_理论分析与运算等效采样分析12垂直灵敏度扫描速度电路与程序设计电路设计12程序设计测试方案与测试结果测试方案及测试条件12测试结果完整性测试结果分析设计报告结
14、构及规范性摘要8设计报告正文的结构图表的规范性总分50实际制作完成情形50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8总分50数字示波器( C 题)基本要求发挥部分【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 1 所示.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_输入取样与电路保持电路触发电路TPA / D 转换与储备显示部控 制 电路分可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_二、要求1. 基本要求图 1 数字示波器示意图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品
15、_精品资料_(1) 被测周期信号的频率范畴为 10Hz10MHz ,仪器输入阻抗为1M,显示屏的刻度为 8 div10div, 垂直辨论率为 8bits,水平显示辨论率 20 点/ div .(2) 垂直灵敏度要求含 1V/div 、0.1V/div 两档.电压测量误差 5%.(3) 实时采样速率 1MSa/s,等效采样速率 200MSa/s.扫描速度要求含 20ms/div、2s /div、100 ns/div 三档,波形周期测量误差 5%.(4) )仪器的触发电路采纳内触发方式,要求上升沿触发,触发电平可调.(5) )被测信号的显示波形应无明显失真.2. 发挥部分(1) 提高仪器垂直灵敏度
16、,要求增加2mV/div 档,其电压测量误差5%,输入短路时的输出噪声峰 -峰值小于 2mV .(2) 增加储备 /调出功能,即按动一次“储备”键,仪器即可储备当前波形,并能在需要时调出储备的波形予以显示.(3) 增加单次触发功能,即按动一次“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储备(被测信号的频率范畴限定为10Hz 50kHz).(4) 能供应频率为 100kHz 的方波校准信号,要求幅度值为0.3V5%(负载电阻 1 M时),频率误差 5%.(5) )其他.三、说明1. A/D 转换器最高采样速率限定为 1MSa/s,并要求设计独立的取样保持电路.为了便利检测,要求在 A
17、/D 转换器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器,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、评分标准工程应包括的主要内容分数设计系统方案比较与挑选6报告方案描述可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_理论分析与运算等效采样分析12垂直灵敏度扫描速度电路与程序设计电路设计12程序设计测试方案与测试结果测试方案及测试条件1
18、2测试结果完整性测试结果分析设计报告结构及规范性摘要8设计报告正文的结构图表的规范性总分50基本实际制作完成情形50要求完成第( 1)项22完成第( 2)项7发挥完成第( 3)项7部分完成第( 4)项6其他8总分50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.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_信号输入测试端子放大器滤波器信号输出RL可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_参数设置参数设置图 1 程控滤波器组成框图二、要求1. 基本要求可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品
19、资料_(1) 放大器输入正弦信号电压振幅为10mV,电压增益为 40dB,增益10dB 步进可调,通频带为100Hz40kHz ,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,调剂的频率步进为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,调剂的频率步进为1kHz, 0.5fc 处放大器与滤波器的总电压增益不大于 30dB, RL=1k.(4) )电压增益与截止频率的误差均不大于10
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