1994全国大学生电子设计竞赛试题.docx
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1994全国大学生电子设计竞赛试题
全国大学生电子设计竞赛试题
1．1第一届电子设计竞赛试题（1994年）
题目一简易数控直流电源
一、设计任务
设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。
其原理示意图如图所示。
二、设计要求
1．基本要求
①输出电压：
范围0至+9.9V，步进0.1V，纹波不大于10mV；
②输出电流：
500mA；
③输出电压值由数码管显示；
④由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增减；
⑤为实现上述几部件工作，自制一稳压直流电源，输出±15V，+5V。
2．发挥部分
①输出电压可预置在0至+9.9V之间的任意一个值；
②用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V不变）；
③扩展输出电压种类（比如三角波等）。
三、评分标准
项目
得分
基本要求
方案设计与论证，理论计算与分析、电路图
30
实际完成情况
50
总结报告
20
发挥部分
完成第①项
5
完成第②项
15
完成第③项
20
题目二多路数据采集系统
一、设计任务
设计一个八路数据采集系统，系统框图如图所示。
主控器能对50米以外的各路数据，通过串行传输线（实验中用1米线代替）进行采集和显示。
具体设计任务是：
①现场模拟信号产生器。
②八路数据采集器。
③主控器。
二、设计要求
1．基本要求
①现场模拟信号产生器自制一正弦波信号发生器，利用可变电阻改变振荡频率，使频率在200Hz至2kHz范围变化，再经频率电压娈换电路后输出相应1V至5V直流电压（200Hz对应1V，2kHz对应5V）
②八路数据采集器数据采集器第一路输入自制1V至5V直流电压，第2至7路分别输入来自直流源的5，4，3，2，1，0V直流电压（各路输入可由分压器产生，不要求精度），第八路备用。
将各路模拟信号分别转换成八位二进制数字信号，再经并/串变换电路，用串行码送入传输线路。
③主控器主控器通过串行传输线路对各路数据进行采集和显示。
采集方式包括循环采集（即1路、2路、…、8路、1路…）和选择采集（任选一路）二种方式。
显示部分能同时显示地址和相应的数据。
2．发挥部分
①利用电路补偿或其它方法提高可变电阻值变化与输出直流电压变化的线性关系；
②尽可能减少传输线数目；
③其它功能的改进（例如：
增加传输距离，改善显示功能等）
三、评分标准
项目
得分
基本要求
方案设计与论证，理论计算与分析、电路图
30
实际完成情况
50
总结报告
20
发挥部分
完成第①项
5
完成第②项
15
完成第③项
20
1．2第二届电子设计竞赛试题（1995年）
题目一实用低频功率放大器
一、任务
设计并制作具有弱信号放大能力的低频功率放大器。
其原理图如图所示。
二、要求
1．基本要求
⑴在放大通道的正弦信号输入电压幅度（5至700）mV,等效负载电阻RL=8Ω下，放大通道应满足：
①额定输出功率POR≥10W；
②带宽BW≥（50至10000）Hz；
③在上述指标内的非线性失真系数≤3%；
④在POR≥10W下的效率≥55%；
⑤在前置放大级输入端交流短接到地时，RL=8Ω上的交流声功率≤10mW；
⑵自行设计并制作能满足本设计任务要求的稳压电源。
2．发挥部分
⑴放大器的时间响应
①方波产生：
由外供正弦信号源经变换电路产生正、负极性的对称方波：
频率为1000Hz、上升和下降时间≤1μS、峰峰值电压为200mV。
用上述方波激励放大器通道时，在RL=8Ω的负载下，放大器通道应满足：
②额定输出功率POR≥10W；
③在POR下输出波形上升和下降时间≤1μS；
④在POR下输出波形顶部降落≤2%；
⑤在POR下输出波形过冲量≤5%。
⑵放大器通道性能指标的提高和实用功能的扩展（例如提高效率、减少非线性失真等）。
三、评分标准
项目
得分
基本要求
设计与总结报告：
方案设计与论证，理论分析算与计算、电路图，测试方法与数据，结果分析
50
实际完成情况
50
发挥部分
完成第①项
5
完成第②项
15
特色与创新
20
题目二实用信号源的设计和制作
一、任务
在给定±15V电源电压条件下，设计并制作一个正弦波和脉冲波信号源。
二、要求
1．基本要求
⑴正弦波波信号源
①信号频率：
20Hz至20kHz步进调整，步长为5Hz。
②频率稳定度：
优于10-4。
③非线性失真系数：
≤3%。
⑵脉冲信号源
①信号频率：
20Hz至20kHz步进调整，步长为5Hz。
②上升和下降时间：
≤1μS。
③平顶降落：
≤5%。
④脉冲占空比：
2%至98%步进可调，步长为2%。
⑶上述两个信号源公共要求
①频率可预置。
②在负载为600Ω时，输出幅度为3V。
③完全成5位频率的数字显示。
2．发挥部分
⑴正弦波和脉冲波频率步长改为1Hz。
⑵正弦波和脉冲波的幅度可步进调整，调整范围为100mV至3V,步长为100mV。
⑶正弦波和脉冲波频率可自动步长，步长为1Hz。
⑷降低正弦波非线性失真系数。
三、评分标准
项目
得分
基本要求
设计与总结报告：
方案设计与论证，理论分析算与计算、电路图，测试方法与数据，结果分析
50
实际制作完成情况
50
发挥部分
完成第①项
10
完成第②项
10
完成第③项
5
完成第④项
5
特色与创新
20
题目三简易无线电遥控系统
一、任务
设计并制作无线电遥控发射机和接收机
1．无线电遥控发射机电路框图如下所示：
2．无线电接收机电路如图
二、要求
1．基本要求
①工作频率：
6至10MHz中任选取一种频率。
②调制方式：
AM、FM或FSK任选一种。
③输出功率：
不大于20MW（在标准75Ω假负载上）。
④遥控对象：
8个，被控设备用LED分别代替，LED发光表示工作。
⑤接收机距离发射机不小于10m。
2．发挥部分
①8路设备中的一路设备为电灯，用指令遥控电灯亮度，亮度分为8级，并用数码管显示级数。
②在一定发射功率下，（不大于20MW），尽量增大接收距离。
③增加信道的抗干扰措施。
④尽量降低电源功耗。
注：
不能采用现成的收、发信号整机。
三、评分标准
项目
得分
基本要求
设计与总结报告：
方案设计与论证，理论分析算与计算、电路图，测试方法与数据，结果分析
50
实际制作完成情况
50
发挥部分
完成第①项
12
完成第②项
8
完成第③项
5
完成第④项
5
特色与创新
20
题目四简易电阻、电容和电感测试仪
一、任务
设计并制作一台数字显示的电阻器、电容器和电感器参数测试仪。
示意框图如图所示：
二、要求
1．基本要求
①测量范围
电阻：
100Ω至1MΩ
电容：
100至10000pF
电感：
100uH至10mH
②测量精度±5%。
③制作四位数码管显示器，显示测量数据，并用发光二极管分别指示所测无件的类别和单位。
2．发挥部分
①扩大测量范围。
②提高测量精度。
③测量量程自动化。
三、评分标准
项目
得分
基本要求
设计与总结报告：
方案设计与论证，理论分析算与计算、电路图，测试方法与数据，结果分析
50
实际制作完成情况
50
发挥部分
完成第①项
9
完成第②项
9
完成第③项
12
特色与创新
20
1．3第三届电子设计竞赛试题（1997年）
A题直流稳压电源
一、任务
设计并制作交流变换为直流的稳压电源。
二、要求
1．基本要求
①稳压电源
在输入电压220V、50Hz，电压变化范围+15%至-20%条件下：
a输出电压可调范围：
+9V至+12V；
b最大输出电流：
1.5A；
c电压调整率≤0.2%（输入电压220V变化范围+15%至-20%条件下,满负）；
d负载调整率≤0.1%（在最低输入电压下,空载到满载）；
e纹波电压（峰-峰值）≤5mV（在最低输入电压下,满载）；
f效率≥40%（输出电压9V、输入电压220V下，满载）；
g具有短路和过流保护功能；
②稳流电流在输入电压固定为直流+12V的条件下：
a输出电流：
4至20mA可调；
b负载调整率≤1%（输入电压+12V、负载电阻由200至300Ω变化时，输出电流为20mA时的相对变化率）。
③DC/DC变换在输入电压为+9V至+12V条件下：
a输出电压为+100V，输出电流为10mA；
b电压调整率≤1%（输入电压变化范围+9至+12V）；
c负载调整率≤1%（在输入电压+12V下,空载到满载）；
d纹波电压（峰-峰值）≤100mV（在输入电压+9V下,满载）。
2．发挥部分
①扩充功能
a排除短路故障后，能自动恢复为正常状态；
b过热保护；
c防止开、关机时产生的“过冲”；
②提高稳压电源的技术指标
a提高电压调整率和负载调整率；
b扩大输出电压调节范围和提高最大输出电流值。
③改善DC/DC变换器性能
a提高效率（在100V、100mA下测试）；
b提高输出电压。
④用数字显示输出电压和输出电流。
三、评分标准
项目
得分
基本要求
设计与总结报告：
方案设计与论证，理论分析算与计算、电路图，测试方法与数据，结果分析
50
实际制作完成情况
50
发挥部分
完成第①项
9
完成第②项
15
完成第③项
6
完成第④项
10
特色与创新
10
四、说明：
①直流稳压电源部分不能采用0.5A以上的集成稳压芯片。
②在设计报告前附一篇400字以内的报告摘要。
B题简易数字频率计
一、任务
设计并制作一台数字显示的简易频率计。
二、要求
1．基本要求
①频率测量
a测量范围信号：
方波、正弦波
幅度：
0.5至5V
频率:
1Hz至1MHz
b测试误差≤0.1%
②周期测量
a测量范围信号：
方波、正弦波
幅度：
0.5至5V
频率:
1Hz至1MHz
b测试误差≤0.1%
③脉冲宽度测量
a测量范围信号：
脉冲波
幅度：
0.5至5V
脉冲宽度≥100μS
b过测试误差≤1%
④显示器十进制数字显示，显示刷新时间1至10秒连续可调，对上述三种测量功能分别用不同颜色的姚二极管指示。
⑤具有自校功能，时标信号频率为1MHz。
⑥自行设计并制作满足本设计任务要求的稳压电源。
2．发挥部分
①扩展频率测量范围为0.1Hz至10MHz（信号幅度0.5至5V）,测试误差降低为0.01%（最大闸门时间≤10S）.
②测量并显示周期脉冲信号（幅度0.5至5V、频率1Hz至1kHz）的占空比，占空比的变化范围为10%至90%，测试误差≤1%。
③在1Hz至1MHz范围内及测试误差≤0。
1%的条件下，进行小信号的频率测量，提出实现抗干扰的措施。
三、评分标准
项目
得分
基本要求
设计与总结报告：
方案设计与论证，理论分析算与计算、电路图，测试方法与数据，结果分析
50
实际制作完成情况
50
发挥部分
完成第①项
10
完成第②项
10
完成第③项
20
特色与创新
10
四、说明
①不能采用频率计专用模板。
②在设计报告前附一篇400字以内的报告摘要。
C题水温控制系统
一、设计并制作一个水温自动控制系统，控制对换为1升净水，容器为搪瓷器皿。
水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动调整，以保持设定的温度基本保持不变。
二、要求
1．基本要求
①温度设定范围为40至900C，最小区分度为10C，标准温差≤10C。
②环境温度降低时（例如用电风扇降温）温度控制的静态误差≤10C。
③用十进制数码显示水的实际温度。
2．发挥部分
①采用适当的控制方式，当设定温度突变（由400C提高到600C）时，减少系统的调节时间和超调量。
②温度控制的静态误差≤0。
20C
③在设定温度发生突变（由400C提高到600C）时，自动打印水温随时间变化的曲线。
三、评分标准
项目
得分
基本要求
设计与总结报告：
方案设计与论证，理论分析算与计算、电路图，测试方法与数据，对测试结果的分析
50
实际制作完成情况
50
发挥部分
减少调节时间和超调量
20
温度控制的静态误差≤0。
20C
10
实现打印曲线功能
10
特色与创新
10
四、说明
①加热器用一千瓦电炉。
②如果采用单片机控制，允许使用已有的单片机最小系统电路板。
③数码显示部分可以使用数码显示模块。
④测量水温时只要求在容器内任意设置一个测试点。
⑤在设计报告前附一篇400字以内的报告摘要。
D题调幅扩播收音机
一、任务
利用所提供的元器件（附有资料）制作一个中波段广播收音机。
二、要求
1．基本要求
①接收频率范围：
540至1600kHz。
②调谐方式：
手动电调谐。
③输出功率：
≥100mW。
④测量灵敏度、选择性、镜像抑制比和电调谐特性（测试时用信号发生器直接注入）；写明测试方法，记录实测值，画出曲线。
2．发挥部分
①自动和手动搜索电台并有存储功能（可利用所提供的锁相环器件，或其它方法实现）。
②可预置电台数目：
预置电台数目≥10个。
③显示预置电台序号。
④特色与创新（例如：
提高性能指标，全机用单一+3V电源供电，节电，显示电台频率等）。
三、评分标准
项目
得分
基本要求
设计与总结报告：
方案设计与论证，理论分析算与计算、电路图，测试方法与数据，对测试结果的分析
50
实际制作完成情况
50
发挥部分
完成第①项
25
完成第②项
5
完成第③项
5
完成第④项
15
四、说明
1．电调谐和特性是指输入信号频率与变容二极管控制电压之间的关系曲线。
2．所提供的元器件清单（其它元器件自备）：
①调幅收音机单片集成电路（带有小功率放大器），型号：
CXA1600P/M。
②调幅收音机输入回路线圈和磁性天线。
③变容光焕发二极管，型号：
SVC341。
④本振线圈。
⑤用于电调谐的锁相环频率合成器集成电路，型号：
LC7218（可选件）。
⑥7.2MHz晶体（可选件）.
3．在设计报告前附一篇400字以内的报告摘要。
1．4第四届电子设计竞赛试题（1999年）
A题
一、题目
测量放大器
二、任务
设计并制作一个测量放大器及所用的直流稳压电源，框图如图所示。
三、要求
1．基本要求
①测量放大器
a差模电压放大倍数AVD=1至500，可手动调节；
b最大输出电压为±10V，非线性误差<0.5%；
c在输入共模电压+7.5V至-7.5V范围内共模抑制比KCMR>105；
d在AVD=500时,输出端噪声电压的峰峰值小于1V；
e通带宽度0至10Hz；
f直流电压放大器的差模输入电阻≥2MΩ（可不测试,由电路设计预以保证）；
②电源设计并制作上述放大器所用的直流稳压电源。
由单相220V交流电压供电。
交流电压变化范围为+10%至—15%。
V0
③设计并制作一个信号变换放大器。
电路框图图如下图所示：
将函数发生器单端输出的正弦电压信号不失真地转换为双端输出信号，用作测量直流电压放大器频率特性的输入信号。
2．发挥部分
①提高差模电压放大倍数至AVD=1000，同时减小输出端噪声电压。
②在满足基本要求①中对输出端噪声电压和共模抑制比要求的条件下，将通频带展宽为0至100Hz以上。
③提高电路的共模抑制比。
④差模电压放大倍数AVA可预置并显示，预置范围1至1000，步距为1，同时满足基本要求①中参共模抑制比和噪声电压的要求。
⑤其它（例如改善放大器性能的其它措施等）。
四、评分标准
项目
得分
基本要求
设计与总结报告：
方案设计与论证，理论分析算与计算、电路图，测试方法与数据，对测试结果的分析
50
实际制作完成情况
50
发挥部分
完成第①项
5
完成第②项
10
完成第③项
5
完成第④项
20
特色与创新
10
五、说明
直流电压放大器部分只允许采用通用型集成运算放大器，和必要的其它元器件组成，不能使用单片集成的测量放大器或其它之下型的测量放大器产品。
B题
一、题目
数字式工频有效值多用表。
二、任务
设计并制作一个能同时对一路工频交流电（频率波动范围为（50±1）Hz、有失真的正弦波）的电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因素进行测量的数字式多用表。
数字式多用表框图如图所示。
三、要求
1．基本要求
①测量功能及测量范围
a交流电压：
；
b交流电流：
；
c有功功率：
；
d无功功率：
；
e功率因素：
（有功功率/视在功率）
；
为了便于本试题的设计与制作，设定待测
的交流电压、
的交流电流均已经相应的变换器转换为
的交流电压。
②准确度
a显示为
位（
），有过量程指示；
b交流电压和交流电流：
±（0．8%读数+5个字），例如：
当被测电压为300V时，读数误差应小于±（0．8%×300+0．5）=±2．9V；
c有功功率和无功功率：
±（1．5%读数+8个字）；
d功率因素：
±0．01；
③功能选择：
用按键选择交流电压、交流电流、有功功率、无功功率和功率因素的测量与显示。
2．发挥部分
①用按键选择电压基波及总谐波的有效值测量与显示。
②具有量程自动转换功能，当变换器的输出电压小于0．5V时，能自动提高分辨力达0．01V。
③用按键控制实现交流电压、交流电流、有功功率、无功功率在测量过程中的最大值、最小值测量。
④其它（例如扩展功能，提出高性能）。
四、评分标准
项目
得分
基本要求
设计与总结报告：
方案设计与论证，理论分析算与计算、电路图，测试方法与数据，对测试结果的分析
50
实际制作完成情况
50
发挥部分
完成第①项
20
完成第②项
10
完成第③项
10
完成第④项
10
五、说明
发挥部分②、③均用所制作的频率特性测试仪测试自制的被测网络的幅频特性与相频特性。
D题
一、题目
短波调频接收机
二、任务
设计并制作一个短波调频接收机，电路组成框图如图所示。
三、要求
1．基本要求
①接收频率（f0）范围：
MHz；
②接收信号为
Hz音频调频信号，频偏为3kHz；
③最大不失真输出功率≥100mW（8Ω）；
④接近灵敏度≤5mV；
⑤通频带：
f0±4kHz为3dB；
⑥选择性：
f0±10kHz为30dB；
⑦镜像抑制比≥20dB。
2．发挥部分
①可实现多种自动程控频率搜索模式（如全频率范围搜索，特定频率范围内搜索等），全频率范围搜索时间≤2分钟；
②能显示接收频率范围内的调频电台载频值，显示载波频率的误差≤±5kHz；
③进一步提高灵敏度；
④可存储已搜索到的电台，在台数不少于20个；
⑤其它。
四、评分标准
项目
得分
基本要求
设计与总结报告：
方案设计与论证，理论分析算与计算、电路图，测试方法与数据，对测试结果的分析
50
实际制作完成情况
50
发挥部分
完成第①项
20
完成第②项
5
完成第③项
10
完成第④项
5
特色与创新
10
E题
一、题目
数字化语音存储与回放系统
二、任务
设计并制作一个数字化语音存储与回放系统，电路的示意图如图所。
三、要求
1．基本要求
①放大器1的增益为46dB，放大器2的增益为40dB，增益均可调；
②带通滤波器：
通带为
；
③ADC：
采样频率fs=8kHz，字长=8位；
④语音存储时间≥10秒；
⑤DAC：
变换频率fC=8kHz，字长=8位；
⑥回放语音质量良好。
2．发挥部分
在保证语音质量的前提下：
①减少系统噪声电平，增加自动音量控制功能；
②语音存储时间增加到20秒以上；
③提高存储器的利用率（在原有存储器不变的前提出下，提高语音存储时间）；
④其它（例如：
校正等）。
四、评分标准
项目
得分
基本要求
设计与总结报告：
方案设计与论证，理论分析算与计算、电路图，测试方法与数据，对测试结果的分析
50
实际制作完成情况
50
发挥部分
完成第①项
15
完成第②项
5
完成第③项
15
完成第④项
15
五、说明
不能用单片语音用芯片实现本系统。
1．5第五届电子设计竞赛试题（2001年）
A题波形发生器
一、任务
设计并制作一个波形发生器，该波形发生器能产生正弦波、方波、三角波和由用户编辑的特定波形形状。
其电路示意图如图所示。
二、要求
1．基本要求
①具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性波形的功能；
②用键盘输入编辑生成上述三种波形（同周期）的线性组合波形，以及由基波及其谐波（5次以下）线性组合的波形。
③具有波形存储功能。
④输出波形的频率范围为100Hz
kHz（非正弦波频率按10次谐波计算）；重复频率可调，频率步进间隔≤100Hz。
⑤输出波形幅度范围0
V（峰峰值），可按步进0．１（峰峰值）调整。
⑥具有显示输出波形的类型、重复频率（周期）和幅度的功能。
2．发挥部分
①输出波形频率范围扩展至100Hz
kHz。
②用键盘或其它输入装置产生任意波形。
③增加稳幅输出功能，当负载变化时，输出电压幅度变化不大于±3%（负载电阻变化范围：
100Ω
）。
④具有掉电存储功能，可存储掉电前用户编辑的波形和设置。
⑤可产生单次或多次（1000次以下）特定波形（如产生1个半周期三角波输出）。
⑥其它（如增加频谱分析、失真度分析、频率扩展大于200kHz、扫描输出等功能）。
三、评分标准
项目
得分
基本要求
设计与总结报告：
方案比较、设计论证，理论分析算与计算，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
50
实际制作完成情况
50
发挥部分
完成第①项
10
完成第②项
10
完成第③项
10
完成第④项
5
完成第⑤项
5
完成第⑥项
10
B题简易数字存储示波器
一、任务
设计并制作一台用普通示波器显示被测
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