年黑龙江省电子设计大赛题目doc.docx
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年黑龙江省电子设计大赛题目doc
A题：
双相信号发生器（本科组）
一、任务
设计、制作一个双相信号发生器，在特定的频率范围内输出正弦波，信号的幅度和
相位差可以程控设置，也可以输出矩形波和方波。
作品电路中不得使用任何DAC芯片、
DDS芯片或微处理器的DAC功能。
数字逻辑系统推荐使用EXCD-1SOC开发板，信号
发生器的工作电源可外置。
二、要求
1．基本要求
（1）两路信号均可输出正弦波、方波、矩形波；
（2）两路信号输出最大幅度不低于3V，幅度可调，设置分辨率不低于10bit；
（3）信号频率范围从9.5kHz到10.5kHz可调，步进值不大于100Hz，频率准确度
不低于0.1%；
（4）正弦波信号在整个频率设置范围内，波形失真度不大于2%；
（5）两路信号的相位差可以在0—359度内可调，设置分辨力不大于1度；
（6）矩形波占空比在0.1%—99.9%范围内可调，设置分辨率不低于0.1%；
2．发挥部分
（1）两路信号输出最大幅度不低于3.5V，幅度可调，设置分辨率不低于12bit；
（2）正弦信号频率从8kHz到12kHz变化，信号平坦度优于90%；
（3）正弦信号频率从8kHz到12kHz变化，信号失真度不大于2%；
（4）两路正弦信号的相位差可以在0—359.9度内可调，设置分辨力不大于0.1度；
（5）两路均可产生FSK调制波，内调制信号的频率不大于10Hz，上边频为12kHz，
下边频8kHz；
（6）两路均可产生ASK调制波，内调制信号的频率不大于10Hz，载波频率为10kHz，
调制率为100%；
（7）其他。
三、说明
1．微处理器系统板、工作电源可用成品，也可自制，必须自备。
2．设计报告正文中应包括系统总体框图、波形发生原理、数字逻辑原理框图、主
要的测试结果。
详细电路原理图、HDL程序或电路图、测试结果用附件给出。
3．题目中所有准确度及分辨率指标必须是电路原理及器件硬件所保证，报告中需
要有理论计算。
A-1
四、评分标准
项目主要内容分数
系统方案比较与选择
方案描述
4
理论分析与计算频率设置，相位设置
幅度设置、占空比设置8
正弦波发生
电路与程序设计可编程逻辑电路
设计模拟电路8
报告程序设计
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
6
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4
图表的规范性
总分30
完成第
（1）项10
完成第
（2）项10
基本
要求
完成第（3）项8
完成第（4）项6
完成第（5）项8
完成第（6）项8
总分50
完成第
（1）项10
完成第
（2）项10
完成第（3）项6
完成第（4）项8发挥
部分
完成第（5）项6
完成第（6）项6
其他4
总分50
】
A-2
B题：
通用可变增益放大器（本科组）
一、任务
设计、制作一个通用可变增益放大器，放大器的增益可手动数字设置或程控设置，
无调节电位器。
该放大器的增益变化范围、信号输入及输出范围、信号有效频段及幅频
特性等具有较高的技术经济指标。
二、要求
1．基本要求
（1）放大器的低频及直流最大不失真输入、输出信号幅度不低于±3V；
（2）放大器的电压增益可设为三档：
0.10—1.00，1.0—10.0，10—100，放大器在
同一档位时增益线性度不低于1%，分辨力不低于1%；
（4）增益为100时，在DC—1MHz带宽范围内，输出大信号幅度波动不超过5%；
（5）增益为100时、输入端短路，输出端电压值不超过±5mV；
（5）输入端阻抗可开关设置为大于10M或50，并有过压保护能力；
（6）放大器输出端阻抗可开关设置为50或0。
2．发挥部分
（1）放大器的低频及直流最大不失真输入、输出信号幅度不低于±8V；
（2）放大器的增益可设为四档：
0.100—1.000，1.00—10.00，10.0—100.0，
100.0—1000，放大器在同一档位时线性度不低于0.5%，分辨力不低于0.1%；
（3）增益为1000，在DC—5MHz带宽范围内，输出大信号幅度波动不超过5%；
（4）放大器输出端阻抗为50，外接负载50，在DC—5MHz频段内，大信号输
出时波形失真度小于2%；
（5）增益为1000时、输入端短路，输出端电压值不超过±20mV；
（6）整体电路成本低，电路工艺简单；
（7）其他。
三、说明
1．工作电源可用成品，也可自制。
2．设计报告正文中应包括系统总体框图，可变增益发生器工作原理，幅度、频段、
增益变化区间、器件选择方法，主要的测试结果。
详细电路原理图以附件形式给出。
3．题目中所有技术参数电路原理及器件硬件指标所能保证，需要有分析说明。
A-3
四、评分标准
项目主要内容分数
系统方案比较与选择
方案描述
4
理论分析与计算程控放大，程控衰减
幅度范围，频段上限10
增益范围，零点误差
设计
报告
电路与程序设计硬件电路原理图
语言程序设计清单
测试方案与测试结果测试方案及测试条件
6
测试结果完整性6
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4
图表的规范性
总分30
完成第
（1）项6
基本
部分
完成第
（2）项18
完成第（3）项12
完成第（4）项6
完成第（5）项5
完成第（6）项3
总分50
完成第
（1）项10
完成第
（2）项14
完成第（3）项8发挥
部分
完成第（4）项6
完成第（5）项6
完成第（6）项3
其他3
总分50
A-4
C题：
水温控制系统（本科组）
一、任务
设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为1升水，容器为搪瓷器皿。
水温可
以在一定范围内设定，并能实现在10℃—70℃量程范围内对每一点温度的自动控制，以
保持设定的温度基本保持不变。
二、要求
1．基本要求
（1）可键盘设定控制温度值，并能用液晶显示，显示最小区分度为0.1℃；
（2）可以测量并显示水的实际温度。
温度测量误差在±0.5℃内；
（3）水温控制系统应具有全量程（10℃—70℃）内的升温、降温功能（降温可用半导
体制冷片、升温用800W以内的电加热器）；
（4）在全量程内任意设定一个温度值（例如起始温度±15℃内），控制系统可以实现该
给定温度的恒值自动控制。
控制的最大动态误差≤±℃4，静态误差≤±℃1，系统达
到稳态的时间≤15min（最少两个波动周期）。
2．发挥部分
（1）当设定温度突变（温度变化±20℃）时，控制的最大动态误差≤±℃2，系统达到稳
态的时间≤8min（最少两个波动周期）；
（2）温度控制的静态误差≤±0.2℃（在最小稳态时间内）；
（3）在设定温度发生突变（温度变化±20℃）时，用液晶屏显示水温随时间变化的实时
曲线（最少显示两个波动周期）；
（4）其他。
三、说明
（1）允许使用单片机最小系统；
（2）升温和降温驱动电路自行设计制作，不允许使用成品模块；
（3）电路制作注意节能低功耗；
（4）为了测试的方便，测量水温时要求在容器内自行给定一个位置，测试时放置玻璃
水银温度计，作为标准温度计；
（5）避免测试过程出现烧伤现象，注意做好保护措施。
A-5
四、评分标准
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
4
理论分析与计算温度控制算法
控制误差10
温度控制速度
设计
报告
电路与程序设计电路设计
程序设计
测试方案与测试结果测试方案及测试条件
6
测试结果完整性5
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
5
图表的规范性
总分30
完成第
（1）项5
完成第
（2）项5
基本
要求
完成第（3）项10
完成第（4）项30
总分50
完成第
（1）项20
发挥
部分
完成第
（2）项10
完成第（3）项15
其他5
总分50
A-6
D题：
自动搬运机器人（本科）
一、任务
设计并制作一个能自动行驶在起始位置与终点库房间的搬运机器人。
允许用玩具汽车改装，可
运用图像、光电、声波、超声波等无线自动导航识别技术，将场地内放置的3个木质正立方体由堆
放位置搬运到库房内。
搬运场地面积1.2×1.2米，表面为白色，可贴白纸，终点库房设与地面垂直的╚╝形档板，其
长宽高为20×20×10cm，在起始点处有2cm宽的黑线，搬运场地如图所示。
20cm
105
5
20cm
20cm
20cm库区线
起始线10cm库区线
终点库房U形挡板
120cm
起始位置的方木块
30cm
30cm
120cm
二、要求
1．基本要求
⑴机器人从起始线出发（出发前，机器人任何部分不得超出起跑线，后端不限），自动将木块逐一
运送到库房内（允许倒车）。
运行的时间应力求最短（从合上电源开关开始计时）。
⑵木块运送到达库房时，应能堆放到库房档板20cm线以内；如果不能全部运入库房，记录木块距
离20cm线的最大距离，根据此距离将分档扣分。
A-7
⑶用秒表记录整个搬运时间。
2．发挥部分
⑴自动记录、显示每一次往返的时间（记录显示装置要求安装在机器人上）和总的行驶时间。
⑵木块运送到达终点库房时，应能够整齐排列堆放到库房挡板10cm线以内，3个木块的左右边线
应尽量对齐，记录偏差尺寸。
⑶其它特色与创新。
三、说明
（1）木质正立方体的尺寸为5×5×5cm，误差不得超过-0.1cm，木块间距为5cm。
（2）搬运机器人前端可安装机械手，其形状、功能自定。
搬运木块的方式自定，但不得采用磁铁吸附。
木块上可涂抹颜色或符号，不得安装其他附件。
⑶在木块堆放的起点和库房侧可设有自动无线引导信号源，类型自定（禁用地面引导线）。
（4）应选用能够直角转弯的车辆，车辆启动后不能用人工控制（包括有线和无线遥控）。
四、评分标准
项目主要内容分数
实现方法，方案论证
系统方案6
系统设计，结构框图
理论分析与计算控制方法，理论计算7
检测与驱动电路设计
电路与程序设计总体电路图7设计
软件设计与工作流程图
报告
结果分析创新发挥，结果分析5
摘要设计报告结构
设计报告结构5及规范性
图表的规范性
总分30
放入20cm库区每块12分36
基本
在库区外的最大尺寸
要求搬运时间14
总分50
单次运行时间显示有4
第1项
总运行时间显示有5
发挥
第2项放入10cm库区每块12分36部分
其他5
总分50
A-8
E题：
LED照明用恒流电源变换器（本科组）
一、任务
设计并制作LED照明用具有直流恒流输出特性的隔离型电源变换器，为串联的10个LED（单
管额定功率1W）供电，结构如下图所示。
I2
IO
U1220VAC
工频
隔离
变压器
U236VAC
隔离型
电源变换器
+
UO
-
LED*10
150~350mADC
二、要求
1．基本要求
（1）负载条件下，电源变换器为直流恒流输出特性，且输出电流IO可在150mA~350mA范围
内可调；
（2）电压调整率Su≤1%：
负载为10个LED，调整U1，使U2在32V40V范围内变化时，IO
变化不超过±1%；
（3）负载调整率SL≤1%：
U2=36V，负载由5个LED增加至10个，IO变化不超过±1%；
（4）效率≥70%：
U2=36V、负载为10个LED、IO=300mA，电源变换器效率≥70%；
（5）具有输出过压保护功能，动作电压为UO=（360.2）V。
2．发挥部分
（1）使变换器具有恒流限压特性：
UO小于36V时为恒流输出；UO达到36V后为恒压输出，将
UO稳定在（360.2）V；待UO降至36V以下则恢复恒流输出；
（2）在电源变换器交流输入侧加入功率因数校正电路，使其功率因数不低于0.95；
（3）LED亮度可随环境光线增强而自动降低：
暗环境，负载为10个LED、IO=300mA条件下，
环境变亮后IO减小至不大于200mA以下；
（4）具有输出电流的步进调整和测量、显示功能：
步进值10mA，测量精度优于2%；
（5）具有交流侧开机冲击电流和EMI抑制功能；
（6）其他。
三、说明
1.不得采用各种电源产品改制。
整个作品由一路交流电源供电，不得使用任何其它电源为控制
电路或驱动环节供电。
电源变换器为隔离型，即交流供电侧与直流输出侧具有电气隔离，但
不得再使用工频变压器。
2.制作时考虑测试方便，须合理设置测试点。
10支LED应安装在通用板（或PCB）上，做串
联连接，并可方便改变接入个数（10个或5个）。
3.电源变换器效率指直流输出功率与交流输入（U2处）有功功率之比。
A-9
4.如果能完成发挥部分
（1），基本要求（5）不必做自然得分。
在做基本要求（5）或发挥部
分
（1）测试时，建议使用滑线变阻器作为负载。
4.在发挥部分（3）中，只需改变对光敏元件的照度，自行设置明、暗两种照度即可。
四、
评分标准
项目主要内容满分
方案论证比较与选择，方案描述（含总体框图）4
电源变换器主回路与器件选择
控制电路或控制程序设计
电路与程序设计
保护电路设计
功率因数校正电路设计
9
自动调光电路设计，开机冲击电流和EMI
抑制电路设计
恒流控制方法与参数计算设计
理论分析与计算隔离变压器的设计、计算
9
报告提高效率的方法
滤波参数计算
测试方案与测试
结果
测试方案及测试条件
测试结果及其完整性
测试结果分析
5
摘要
设计报告结构及
设计报告正文的结构
规范性
图表的规范性
3
总分30
完成第
（1）项6
完成第
（2）项12
基本要求
完成第（3）项12
完成第（4）项15
完成第（5）项5
总分50
完成第
（1）项8
完成第
（2）项15
完成第（3）项8
发挥
完成第（4）项8部分
完成第（5）项6
其他5
总分50
A-10
F题：
无线通信信号分析与测量装置（本科组）
一、任务
设计并制作一个能接收、分析、记录和显示无线电信号特征的通信信号分析与测量
装置。
其原理示意图如下：
二、要求
1、基本要求
（1）信号分析装置能从高频信号发生器获取信号，并自动扫描、捕捉、分析和识别
通信信号，载波工作频率范围：
15MHz～25MHz；
（2）自动测量通信信号的输入信号载波频率，测量值的准确度优于5%；
（3）自动判别射频信号的调制方式：
无调制载波信号、AM、FM、ASK、FSK；
（4）用液晶屏显示
（2）和（3）要求的各项参数；
（5）正常识别条件下，接收机灵敏度≤1mV；
（6）高频放大器输入阻抗为50Ω。
2、发挥部分
（1）装置正常工作时，接收机灵敏度优于100μV,载波频率测量值的准确度优于1%；
（2）具有键控预置和自动扫描测量通信信号功能，并能够存储、查询测量结果（以
时间先后排序，保存不少于5组数据）；
（3）设计制作一个中心频率为20MHz的高频功率放大器，与输岀电阻为50Ω、输
岀电压VP≤300mV的高频信号发生器组成发射机。
发射机的负载为50Ω鞭状
天线，天线长度不大于１ｍ。
要求高频功率放大器的输岀功率≤20mW（在负载
电阻50Ω上）,效率≥40%，在天线间距离≥1ｍ时能实现与接收机的无线正常
通信，能够完成基本要求
（2）和（3）；
（4）扩展信号载波频率范围至15MHz～35MHz；
（5）其他。
三、说明
A-11
1.中频频率自选；
2.可选用接收机专用集成电路自行设计与装调，不允许用成品接收机；
3.为便于测量电路的性能指标，应留出相关的测量端口；
4.高频放大器用特性阻抗为50Ω的插座作为信号输入端，高频信号源的输出电阻为
50Ω，输出端口为通用标准插座。
测试时需自备，信号源至高频放大器的电缆线及标准
插头（50Ω）；
5.AM波调制信号频率0.5～1kHz,调幅度为0.3；FM波调制信号频率0.5～1kHz,最
大频偏20kHz；ASK波的码元速率为0.5～1kHz；FSK波的码元速率为0.5～1kHz,两
载频差为0.1MHz；
6.测试前应完成整机调整，测试中不允许对整机进行任何手动调节以及软件更改。
分析与识别结果应在显示屏上正确显示。
四、评分标准
项目满分
设计与总结报告：
方案比较、设计与论证，理论分析与
基本要求
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
30
实际完成情况50
完成第
（1）项6
完成第
（2）项10
发挥部分
完成第（3）项20
完成第（4）项8
完成第（5）项6
合计50
A-12
升级会员 