电赛题目重点Word下载.docx

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0.5V。

（6具有输出过流保护功能,动作电流Io（th=（1.5±

0.2A。

2.发挥部分

（1提高DC-AC变换器的效率,使η≥80%（RS=RL=30Ω时。

（2降低输出电压失真度,使THD≤1%（RS=RL=30Ω时。

（3实现相位跟踪功能:

当fREF在给定范围内变化以及加非阻性负载时,

均能保证uF与uREF同相,相位偏差的绝对值≤5°

。

（4过流、欠压故障排除后,装置能自动恢复为正常状态。

（5其他。

三、说明

1.本题中所有交流量除特别说明外均为有效值。

2.US采用实验室可调直流稳压电源,不需自制。

3.控制电路允许另加辅助电源,但应尽量减少路数和损耗。

4.DC-AC变换器效率o

d

PPη=

其中oo1o1PUI=⋅,dddPUI=⋅。

5.基本要求（1、（2和发挥部分（3要求从给定或条件发生变化到电路

达到稳态的时间不大于1s。

6.装置应能连续安全工作足够长时间,测试期间不能出现过热等故障。

7.制作时应合理设置测试点（参考图1,以方便测试。

8.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

项目主要内容

满分方案论证比较与选择方案描述

4

理论分析与计算

MPPT的控制方法与参数计算

同频、同相的控制方法与参数计算提高效率的方法滤波参数计算

9

电路与程序设计

DC-AC主回路与器件选择控制电路或控制程序保护电路

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

设计报告结构及规范性摘要

设计报告正文的结构图标的规范性

3设计报告

总分

30基本要求实际制作完成情况

50完成第（1项10完成第（2项5完成第（3项24完成第（4项5其他6发挥部分

50

声音导引系统（B题

设计并制作一声音导引系统,示意图如图1所示。

图中,AB与AC垂直,Ox是AB的中垂线,O'

y是AC的中垂线,W是Ox和O'

y的交点。

声音导引系统有一个可移动声源S,三个声音接收器A、B和C,声音接收器之间可以有线连接。

声音接收器能利用可移动声源和接收器之间的不同距离,产生一个可移动声源离Ox线（或O'

y线的误差信号,并用无线方式将此误差信号传输至可移动声源,引导其运动。

可移动声源运动的起始点必须在Ox线右侧,位置可以任意指定。

二、要求

1.基本要求

（1制作可移动的声源。

可移动声源产生的信号为周期性音频脉冲信号,如图2所示,声音信号频率不限,脉冲周期不限。

（2可移动声源发出声音后开始运动,到达Ox线并停止,这段运动时

间图2信号波形示意图

为响应时间,测量响应时间,用下列公式计算出响应的平均速度,要求平均速度大于5cm/s。

（3可移动声源停止后的位置与Ox线之间的距离为定位误差,定位误差小于3cm。

（4可移动声源在运动过程中任意时刻超过Ox线左侧的距离小于5cm。

（5可移动声源到达Ox线后,必须有明显的光和声指示。

（6功耗低,性价比高。

2.发挥部分

（1将可移动声源转向180度（可手动调整发声器件方向,能够重复基本要求。

（2平均速度大于10cm/s。

（3定位误差小于1cm。

（4可移动声源在运动过程中任意时刻超过Ox线左侧距离小于2cm。

（5在完成基本要求部分移动到Ox线上后,可移动声源在原地停止5s~

10s,然后利用接收器A和C,使可移动声源运动到W点,到达W点以后,必须有明显的光和声指示并停止,此时声源距离W的直线距离小于1cm。

整个运动过程的平均速度大于10cm/s。

（6其他。

1.本题必须采用组委会提供的电机控制ASSP芯片（型号MMC-1实现可移动声源的运动。

2.在可移动声源两侧必须有明显的定位标志线,标志线宽度0.3cm且垂直于地面。

3.误差信号传输采用的无线方式、频率不限。

4.可移动声源的平台形式不限。

5.可移动声源开始运行的方向应和Ox线保持垂直。

6.不得依靠其他非声音导航方式。

7.移动过程中不得人为对系统施加影响。

可移动声源的起始位置到Ox线的垂直距离

响应时间

平均速度=可移动声源在Ox线上重新启动位置到移动停止点的直

线距离再次运动时间平均速度=

8.接收器和声源之间不得使用有线连接。

宽带直流放大器（C题

项目

主要内容

分数整体方案比较系统方案

控制方案7设计、计算误差信号产生设计与论证

控制理论简单计算12

系统组成

电路设计各种电路图3测试数据完整性

测试结果

测试结果分析3摘要

正文结构完整性

设计报告图表的规范性

5设计报告

30基本要求基本要求实际完成情况

50完成第（1项

5完成第（2项

10完成第（3项10完成第（4项10完成第（5项10完成第（6项

5

发挥部分

设计并制作一个宽带直流放大器及所用的直流稳压电源。

（1电压增益AV≥40dB,输入电压有效值Vi≤20mV。

AV可在0~40dB范围内手动连续调节。

（2最大输出电压正弦波有效值Vo≥2V,输出信号波形无明显失真。

（33dB通频带0~5MHz;

在0~4MHz通频带内增益起伏≤1dB。

（4放大器的输入电阻≥50Ω,负载电阻（50±

2Ω。

（5设计并制作满足放大器要求所用的直流稳压电源。

2.发挥部分

（1最大电压增益AV≥60dB,输入电压有效值Vi≤10mV。

（2在AV=60dB时,输出端噪声电压的峰-峰值VONPP≤0.3V。

（33dB通频带0~10MHz;

在0~9MHz通频带内增益起伏≤1dB。

（4最大输出电压正弦波有效值Vo≥10V,输出信号波形无明显失真。

（5进一步降低输入电压提高放大器的电压增益。

（6电压增益AV可预置并显示,预置范围为0~60dB,步距为5dB（也可以连续调节;

放大器的带宽可预置并显示（至少5MHz、10MHz两点。

（7降低放大器的制作成本,提高电源效率。

（8其他（例如改善放大器性能的其它措施等。

1.宽带直流放大器幅频特性示意图如图1所示。

图1幅频特性示意图

2.负载电阻应预留测试用检测口和明显标志,如不符合（50±

2Ω的电阻值要求,则酌情扣除最大输出电压有效值项的所得分数。

3.放大器要留有必要的测试点。

建议的测试框图如图2所示,可采用信号发生器与示波器/交、直流电压表组合的静态法或扫频仪进行幅频特性测量。

图2幅频特性测试框图

项目主要内容分数系统方案比较与选择

方案描述

2理论分析与计算带宽增益积

通频带内增益起伏控制

线性相位

抑制直流零点漂移

放大器稳定性

电路与程序设计电路设计8

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

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3

设计

报告

总分30基本

要求

实际制作完成情况50发挥完成第（1项7

完成第（2项2完成第（3项7完成第（4项6完成第（5项12完成第（6项5完成第（7项6其他5部分总分

无线环境监测模拟装置（D题

设计并制作一个无线环境监测模拟装置,实现对周边温度和光照信息的探测。

该装置由1个监测终端和不多于255个探测节点组成（实际制作2个。

监测终端和探测节点均含一套无线收发电路,要求具有无线传输数据功能,收发共用一个天线。

（1制作2个探测节点。

探测节点有编号预置功能,编码预置范围为

00000001B~11111111B。

探测节点能够探测其环境温度和光照信息。

温度测量范围为0℃~

100℃,绝对误差小于2℃;

光照信息仅要求测量光的有无。

探测节点采用两节1.5V干电池串联,单电源供电。

（2制作1个监测终端,用外接单电源供电。

探测节点分布示意图如图1

所示。

监测终端可以分别与各探测节点直接通信,并能显示当前能够通信的探测节点编号及其探测到的环境温度和光照信息。

图1探测节点分布示意图

（3无线环境监测模拟装置的探测时延不大于5s,监测终端天线与探测节点天线的距离D不小于10cm。

在0~10cm距离内,各探测节点与监测终端应能正常通信。

（1每个探测节点增加信息的转发功能,节点转发功能示意图如图2所示。

即探测节点B的探测信息,能自动通过探测节点A转发,以增加监测终端与节点B之间的探测距离D+D

1

该转发功能应自动识别完成,无需手动设置,且探测节点A、B可以互换位置。

（2在监测终端电源供给功率≤1W,无线环境监测模拟装置探测时延不大

于5s的条件下,使探测距离D+D

达到50cm。

（3尽量降低各探测节点的功耗,以延长干电池的供电时间。

各探测节点应预留干电池供电电流的测试端子。

（4其他。

1.监测终端和探测节点所用天线为圆形空芯线圈,用直径不大于1mm的漆包线或有绝缘外皮的导线密绕5圈制成。

线圈直径为（3.4±

0.3cm（可用一号电池作骨架。

天线线圈间的介质为空气。

无线传输载波频率低于30MHz,调制方式自定。

监测终端和探测节点不得使用除规定天线外的其他耦合方式。

无线收发电路需自制,不得采用无线收、发成品模块。

光照有无的变化,采用遮挡光电传感器的方法实现。

2.发挥部分须在基本要求的探测时延和探测距离达到要求的前提下实现。

3.测试各探测节点的功耗采用图2所示的节点分布图,保持距离D+D1=50cm,通过测量探测节点A干电池供电电流来估计功耗。

电流测试电路见图3。

图中电容C为滤波电容,电流表采用3位半数字万用表直流电流档,读

正常工作时的最大显示值。

如果D+D1达不到50cm,此项目不进行测试。

图2节点转发功能示意图

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、重要的源程序用附件给出。

项

目主要内容

满分系统方案

无线环境监测模拟装置总体方案设计

4理论分析与计算

发射电路分析接收电路分析通信协议分析6

电路与程序设计发射电路设计计算接收电路设计计算

总体电路图

工作流程图9

测试方案与测试结果调试方法与仪器

测试数据完整性

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

5设计报告

30基本要求

实际制作完成情况50完成第（1项

20完成第（2项15完成第（3项10其他5发挥部分

图3节点电流测试电路

电能收集充电器（E题

一、任务

设计并制作一个电能收集充电器,充电器及测试原理示意图如图1。

该充电器的核心为直流电源变换器,它从一直流电源中吸收电能,以尽可能大的电流充入一个可充电池。

直流电源的输出功率有限,其电动势Es在一定范围内缓慢变化,当Es为不同值时,直流电源变换器的电路结构,参数可以不同。

监测和控制电路由直流电源变换器供电。

由于Es的变化极慢,监测和控制电路应该采用间歇工作方式,以降低其能耗。

可充电池的电动势Ec=3.6V,内阻Rc=0.1Ω。

图1测试原理示意图

（E

s

EcRd

二、要求

1、基本要求

（1在Rs=100Ω,Es=10V~20V时,充电电流Ic大于（Es-Ec/（Rs+Rc。

（2在Rs=100Ω时,能向电池充电的Es尽可能低。

（3Es从0逐渐升高时,能自动启动充电功能的Es尽可能低。

（4Es降低到不能向电池充电,最低至0时,尽量降低电池放电电流。

（5监测和控制电路工作间歇设定范围为0.1s~5s。

2、发挥部分

（1在Rs=1Ω,Es=1.2V~3.6V时,以尽可能大的电流向电池充电。

（2能向电池充电的Es尽可能低。

当Es≥1.1V时,取Rs=1Ω;

当Es<

1.1V时,取Rs=0.1Ω。

（3电池完全放电,Es从0逐渐升高时,能自动启动充电功能（充电输出端开路电压

>

3.6V,短路电流>

0的Es尽可能低。

当Es<

1.1V时,取Rs=0.1Ω。

（4降低成本。

三、评分标准

四、说明

1.测试最低可充电Es的方法:

逐渐降低Es,直到充电电流Ic略大于0。

当Es高于3.6V时,Rs为100Ω;

Es低于3.6V时,更换Rs为1Ω;

Es降低

项目

主要内容

满分系统方案电源变换及控制方法实现方案5理论分析与计算提高效率方法的分析及计算7电路与程序设计

电路设计与参数计算启动电路设计与参数计算设定电路的设计10

测试结果

测试数据完整性测试结果分析

3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

实际制作完成情况50完成第（1项30完成第（2项

5完成第（3项5完成第（4项

5其他5发挥

部分总分

到1.1V以下时,更换Rs为0.1Ω。

然后继续降低Es,直到满足要求。

2.测试自动启动充电功能的方法:

从0开始逐渐升高Es,Rs为0.1Ω;

当Es升高到高于1.1V时,更换Rs为1Ω。

然后继续升高Es,直到满足要求。

数字幅频均衡功率放大器（F题

设计并制作一个数字幅频均衡功率放大器。

该放大器包括前置放大、带阻网络、数字幅频均衡和低频功率放大电路,其组成框图如图1所示。

图1数字幅频均衡功率放大器组成框图

（1前置放大电路要求:

a.小信号电压放大倍数不小于400倍（输入正弦信号电压有效值小于10mV。

b.-1dB通频带为20Hz~20kHz。

c.输出电阻为600Ω。

（2制作带阻网络对前置放大电路输出信号v1进行滤波,以10kHz时输出信号v2电压幅度为基准,要求最大衰减≥10dB。

带阻网络具体电路见题目说明1。

（3应用数字信号处理技术,制作数字幅频均衡电路,对带