电子设计大赛试题Word文档格式.docx
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（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。
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
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
正弦波发生
8
电路与程序设计
可编程逻辑电路
模拟电路
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
测试结果分析
6
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
总分
30
基本
要求
完成第
（1）项
10
完成第
（2）项
完成第（3）项
完成第（4）项
完成第（5）项
完成第（6）项
50
发挥
部分
3
2
其他
20
B题：
频率特性测试仪
设计制作一个频率特性测试仪。
1、基本指标：
1.1扫频信号源
（1）中心频率范围：
1KHz~10MHz
（2）频率分辨率：
1Hz
（3）扫频宽度：
从1KHz~5MHz，按1·
2·
5步进
（4）输出幅度：
100mV~1V（有效值,在50Ω负载上）
（5）输出阻抗：
50Ω
（6）扫频时间：
0.5s~20s，按1·
1.2接收机
（7）最大输入电压：
1V（有效值,在50Ω负载上）
（8）测量方式：
线性或对数
（9）对数动态范围：
＞60dB
（10）线性测量范围：
1mV~1V（有效值）
（11）显示器：
双踪示波器或自制显示器（LCD等）
2、附加指标
2.1增加频率标记功能
通过可动标记显示屏幕上任意一点的频率值和幅度值
2.2增加相频测量功能
（1）测量频率范围：
1KHz~100KHz
（2）相位测量精度：
3°
注:
被测网络：
450KHz陶瓷带通滤波器（学校组委会提供）
评分标准
5
扫频信号源计算方法
对数放大器设计方法
频率标记设计方法
相频测量原理
电路设计
制作
完成扫频信号产生功能
完成接收机功能
完成显示器功能
完成实验测试
40
操作
指标
测试
完成第（4,5）项
完成第（7）项
完成第（8）项
完成第（9）项
完成第（10）项
附加
完成频率标记功能
完成相频测量功能
满分
100
C题：
LED照明用恒流电源变换器
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。
（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32V
40V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±
（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=（
）V。
（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（
）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。
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。
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。
满分
方案论证
比较与选择，方案描述（含总体框图）
电源变换器主回路与器件选择
控制电路或控制程序设计
保护电路设计
功率因数校正电路设计
自动调光电路设计，开机冲击电流和EMI
抑制电路设计
9
恒流控制方法与参数计算
隔离变压器的设计、计算
提高效率的方法
滤波参数计算
测试结果及其完整性
基本要求
15
1
D题：
乒乓球升降高度自动控制装置
设计并制作一套乒乓球升降高度自动控制装置，整套装置由乒乓球升降高度设置和显示单元A和乒乓球升降高度控制单元B构成，要求A和B均具有无线收发功能，A与B之间必须采用无线通讯方式，通讯载体不限。
整个装置结构如下图所示：
乒乓球升降高度控制系统示意图
要求在单元A上能设定乒乓球升降高度、停留时间、动作次序等，并能将控制信息以无线方式发送给信号接收控制器,并能够实时显示乒乓球高度及其误差信息以及动作状态等；
乒乓球在升降控制过程中不能进行任何的人工干预。
1.基本要求
（1）在单元A上可任意设定乒乓球的各种控制任务，并能够实时显示乒乓球所在高度以及计时功能等，具有无线传输功能；
每次稳定时有明显的声或光的提示。
（2）利用气体将乒乓球（标准白色）向上吹起，装置能控制乒乓球离开喷口在任意的高度上稳住，从开始启动到稳定，时间不超过30秒，乒乓球稳定时上下起伏波动应在±
1cm以内，稳定时间不小于10秒（以乒乓球底端为基准测量点）；
能稳定地回到起点，要求应无弹跳现象；
（3）能控制乒乓球在管道中做以下要求的连续运动；
装置启动后，①5秒以内把乒乓球从0点吹到20cm处稳定10秒;
②向下移动到5cm处，稳定5秒;
③再向上移动到30cm处，稳定5秒;
④回到20cm处，稳定10秒；
⑤从20cm处平稳的回到起点。
完成规定动作①-⑤整个时间不超过90秒，要求各处误差均在±
1cm以内。
2.发挥部分
（1）能够实时准确显示稳定时的误差。
（2）现场由测评专家给定两个位置参数，要求分别能在10秒之内到达指定位置，要求各处误差均在±
1cm以内；
并能够实现两个位置之间连续的起伏运动（在两个端点不必再过多停留）；
（3）速度可控：
上一项测试中最后的连续起伏运动，可以看到明显的周期变化（周期时间的变化不小于50%），要求各处误差均在±
（4）更换乒乓球（白色外表，与原有小球体积相同，但重量是原来乒乓球的5～10倍），继续完成发挥
（2）中的任务，要求各处误差均在±
2cm以内。
（5）其它。
（1）乒乓球升降控制管的材料不做限制，可以自行选择，要求能直观观察到乒乓球升降过程，便于竞赛裁判观测和记录，升降控制管的长度限定不能大于500mm，测评时乒乓球升降高度控制在50～300mm之间的任意位置，升降高度标尺绘制以mm为单位，可以采用成品不锈钢板尺。
整个装置的结构可参考上面的示意图设计，具体结构由参赛队自行设计确定；
（2）乒乓球升降位置检测装置的安装方式与检测方法由参赛队自行确定，在竞赛开始前可以手动设定，在测试进行过程中不允许做任何改动和调整；
（3）乒乓球的升降高度均以乒乓球的底面作为测量基准。
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