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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,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；
