全國大學(xué)生電子競賽練習(xí)題

1、1 正弦波功率輸出裝置一、任務(wù) 設(shè)計并制作一個正弦波功率輸出裝置。二、要求1、基本要求1輸入為單相市電；2輸出頻率范圍為 20Hz100Hz 的交流電，輸出電壓有效值為 36V，負載為阻性負載；3輸出電壓波形應(yīng)盡量接近正弦波，用示波器觀察無明顯失真；4當(dāng)輸入電壓為 198V242V，負載電流有效值為 0.12A 時，輸出電壓有效值應(yīng)保持在 36V，誤差的絕對值小于 5%;5具有過流保護(輸出電流有效值大于 3A 時動作)，保護時自動切斷輸入交流電源。2、發(fā)揮部分1當(dāng)輸入電壓為 198V242V，負載電流有效值為 0.53A 時，輸出電壓有效值應(yīng)保持在 36V，誤差的絕對值小于 1%;2設(shè)計制作

2、具有測量、 顯示該裝置輸出電壓、 電流、 頻率和功率的電路， 測量誤差的絕對值 小于 5%；3其它。2程控交流電壓源1 、 基本要求(1)單、三相電壓均可獨立可調(diào)，每相輸出電壓 30-150V 程控連續(xù)可調(diào)，步進 1V;(2)輸出頻率 200-800Hz 程控連續(xù)可調(diào)，步進 1Hz;(3)每相輸出功率不小于 10W；(4)輸出電壓精度：).5V，輸出頻率精度：Hz;(5)波形失真度： 7.5W頻率響應(yīng)為(20220*)Hz ;在信號源的幅度和頻率固定為某一值時，可以設(shè)置輸出功率，并實時測量、顯示輸出功(Ps-Pg【P率，顯示的輸出功率(Ps)與設(shè)定功率(Pg)的相對誤差g2. 發(fā)揮部分制作一個

3、正弦波信號發(fā)生器的實物，使其完成以下功能：(1) 失真度w10%寸，輸出功率 P06W(2) 頻率響應(yīng)為(3010000)Hz;(3) 在輸入端交流短路接地時，輸出端交流信號 20mVpp(4) 在信號源的幅度和頻率固定為某一值時，可以設(shè)置輸出功率，并實時測量、顯示 輸出功率。三、說明1. 設(shè)計報告必須包括建模仿真結(jié)果，發(fā)揮部分可以選作。2 .因為有的競賽題目不易進行建模仿真，參賽者可以針對兩道不同題目分別進行建模 仿真與實物制作，評分時，仿真結(jié)果與實物制作各自的得分相加，作為參賽者的最后總分。此時，只需要提交針對仿真結(jié)果的設(shè)計報告。8程控高增益選頻放大器設(shè)計、任務(wù)1.設(shè)計一個程控高增益選頻放

4、大器。3%7RL二82自制一個幅度按指數(shù)規(guī)律衰減的正弦波信號源、要求1. 基本要求增益：80dB100dB 程控，調(diào)整步長：6dB中心頻率調(diào)整范圍：1.3KHZ3.1 KHz(3)中心頻率調(diào)整步長：不大于 50Hz(4)通頻帶寬度：不大于 100 Hz增益與中心頻率程控方法：鍵盤輸入增益(dB)與中心頻率(Hz)，同時顯示之2. 發(fā)揮部分(1)增益：有較大改進(大于 10dB)(2)中心頻率調(diào)整步長：1Hz(3)自制信號源一一衰減正弦波如下圖所示：正弦波頻率 1KHz4 KHz 可調(diào)；調(diào)整步長 1Hz ;初始相位為零；幅度按指數(shù)規(guī)律衰減；手動觸發(fā)一次發(fā)出一個衰減正弦波；衰減到初始幅度的10%需

5、延續(xù)時間 100ms1000ms。(4) 注意電磁兼容。(5) 其它。9信號頻譜分析儀一、任務(wù)設(shè)計并制作一個信號頻譜分析儀，其結(jié)構(gòu)可參考如下圖。信號調(diào)理A/D變揆、要求1基本要求（ 1 ） 能對單個連續(xù)波形信號進行分析， 最高信號頻率為 1KHz。（ 2） 能對 2 個連續(xù)波形信號進行分析， 最高信號頻率為 10KHz（ 3 ） 能對調(diào)幅、 調(diào)頻信號進行分析， 信號中心頻率可到 1MHz ，頻率分辨率不低于 10KHz，（ 4）可以設(shè)置頻率分析范圍和頻率分辨率（5）頻譜分析結(jié)構(gòu)用圖形在顯示器上顯示2發(fā)揮部分（1）將最高頻率擴展到 20MHz，分辨率可達 1KHz（ 2）圖形顯示器上有可以走動的

6、光標，能顯示光標位置的頻率和幅度值（ 3）光標可以跟蹤頻點極大值，能從一個極大值點跳到另一個極大值點，并顯該點頻率和幅度4）光標可以跟蹤最大頻點，顯示該頻點頻率和幅度5）可以將該頻譜通過 DA 變換器變換，在示波器上顯示6）其它三、說明控制和顯示不得用 PC 機實現(xiàn)10直流電子負載一、任務(wù)電子負載用于測試直流穩(wěn)壓電源、蓄電池等電源的性能。設(shè)計并制作一臺電子負載，有 恒流和恒壓兩種方式，可手動切換。恒流方式時要求不論輸入電壓如何變化（在一定的范圍 內(nèi)），流過該電子負載的電流恒定，且電流值可設(shè)定。工作于恒壓方式時，電子負載端電壓 保持恒定，且可設(shè)定，流入電子負載的電流隨被測直流電源的電壓變化而變化

7、。二、要求1 基本要求（1）負載工作模式：恒壓（CV）、恒流（CC）兩種模式可選擇（ 2）電壓設(shè)置及讀出范圍： 1.00V-20.0V10mhz，測頻精度不低于1 0MHz ，頻率分辨率不低于10MHz ，最大帶寬可到(3)電流設(shè)置及讀出范圍：100mA-3.00A(4)顯示分辨率及誤差： 至少具有三位數(shù)，相對誤差小于5%2 發(fā)揮部分(1)增加恒阻模式(CR)模式(2)擴大負載參數(shù)的設(shè)置及讀出范圍(3)具有自動過載保護設(shè)計三、說明負載參數(shù)可數(shù)字化顯示，兩種負載參數(shù)(CVCC )同時顯示11雙相信號發(fā)生器一、任務(wù)設(shè)計、制作一個雙相信號發(fā)生器，在特定的頻率范圍內(nèi)輸出正弦波，信號的幅度和相位差可以程

8、控設(shè)置，也可以輸出矩形波和方波。作品電路中不得使用任何DAC 芯片、DDS 芯片或微處理器的 DAC 功能。數(shù)字邏輯系統(tǒng)推薦使用 EXCD-1 SOC 開發(fā)板，信號發(fā)生器的工 作電源可外置。二、要求1.基本要求(1) 兩路信號均可輸出正弦波、方波、矩形波；(1)負載參數(shù)可調(diào)節(jié)設(shè)置，人工預(yù)置或數(shù)字程控皆可(2)(3)實現(xiàn)原理可參考如下圖電三芒査電玉比較電詵比較負鞍輸入L-功率拒自直藪轍擊電流憩測 w(2) 兩路信號輸出最大幅度不低于 3V，幅度可調(diào)，設(shè)置分辨率不低于 10bit;(3) 信號頻率范圍從 9.5kHz 到 10.5kHz 可調(diào)，步進值不大于 100Hz，頻率準確度不低于 0.1%；

9、( 4)正弦波信號在整個頻率設(shè)置范圍內(nèi)，波形失真度不大于2%；(5) 兩路信號的相位差可以在 0359 度內(nèi)可調(diào)，設(shè)置分辨力不大于 1 度；( 6)矩形波占空比在 0.1%99.9%范圍內(nèi)可調(diào)，設(shè)置分辨率不低于 0.1%； 2發(fā)揮部分(1)兩路信號輸出最大幅度不低于 3.5V，幅度可調(diào)，設(shè)置分辨率不低于 12bit;( 2)正弦信號頻率從 8kHz 到 12kHz 變化，信號平坦度優(yōu)于 90%；( 3)正弦信號頻率從 8kHz 到 12kHz 變化，信號失真度不大于 2%；( 4)兩路正弦信號的相位差可以在 0359.9 度內(nèi)可調(diào)，設(shè)置分辨力不大于 0.1 度；(5)兩路均可產(chǎn)生 FSK 調(diào)制

10、波，內(nèi)調(diào)制信號的頻率不大于 10Hz,上邊頻為 12kHz，下 邊頻 8kHz；(6)兩路均可產(chǎn)生ASK 調(diào)制波，內(nèi)調(diào)制信號的頻率不大于10Hz，載波頻率為10kHz，調(diào)制率為 100%;( 7)其他。三、說明1 微處理器系統(tǒng)板、工作電源可用成品，也可自制，必須自備。 2設(shè)計報告正文中應(yīng)包括系統(tǒng)總體框圖、波形發(fā)生原理、數(shù)字邏輯原理框圖、主要的 測試結(jié)果。詳細電路原理圖、 HDL 程序或電路圖、測試結(jié)果用附件給出。3題目中所有準確度及分辨率指標必須是電路原理及器件硬件所保證，報告中需要有 理論計算。12通用可變增益放大器一、任務(wù) 設(shè)計、制作一個通用可變增益放大器，放大器的增益可手動數(shù)字設(shè)置或程控

11、設(shè)置，無調(diào) 節(jié)電位器。該放大器的增益變化范圍、信號輸入及輸出范圍、信號有效頻段及幅頻特性等具 有較高的技術(shù)經(jīng)濟指標。二、要求1 基本要求( 1)放大器的低頻及直流最大不失真輸入、輸出信號幅度不低于3V;( 2)放大器的電壓增益可設(shè)為三檔： 0.101.00， 1.010.0， 10100，放大器在同一 檔位時增益線性度不低于 1%，分辨力不低于 1%;(3)增益為 100 時，在 DC 1MHz 帶寬范圍內(nèi)，輸出大信號幅度波動不超過 5%;(4) 增益為 100 時、輸入端短路，輸出端電壓值不超過 i5mV ；(5) 輸入端阻抗可開關(guān)設(shè)置為大于 10M或 50 門，并有過壓保護能力；(6) 放

12、大器輸出端阻抗可開關(guān)設(shè)置為 50 門或 0。2 發(fā)揮部分(1)放大器的低頻及直流最大不失真輸入、輸出信號幅度不低于V;(2)放大器的增益可設(shè)為四檔： 0.1001.000,1.0010.00, 10.0-100.0, 100.0-1000,放大器在同一檔位時線性度不低于 0.5%，分辨力不低于 0.1%;(3)增益為1000,在 DC 5MHz 帶寬范圍內(nèi)，輸出大信號幅度波動不超過5%;(4) 放大器輸出端阻抗為 50 門，外接負載 50，在 DC 5MHz 頻段內(nèi)，大信號輸出時 波形失真度小于 2%;(5) 增益為 1000 時、輸入端短路，輸出端電壓值不超過 i20mV;(6) 整體電路成

13、本低，電路工藝簡單；(7) 其他。三、說明1工作電源可用成品，也可自制。2 設(shè)計報告正文中應(yīng)包括系統(tǒng)總體框圖，可變增益發(fā)生器工作原理，幅度、頻段、增 益變化區(qū)間、器件選擇方法，主要的測試結(jié)果。詳細電路原理圖以附件形式給出。3題目中所有技術(shù)參數(shù)電路原理及器件硬件指標所能保證，需要有分析說明。13LED 照明用恒流電源變換器一、任務(wù)設(shè)計并制作 LED 照明用具有直流恒流輸出特性的隔離型電源變換器，為串聯(lián)的10 個LED (單管額定功率 1W)供電，結(jié)構(gòu)如下圖所示。、要求1.基本要求(1 )負載條件下，電源變換器為直流恒流輸出特性，且輸出電流 IO可在150mA350mA 范圍內(nèi)可調(diào);(2) 電壓調(diào)

14、整率 Su 1%:負載為 10 個 LED，調(diào)整 U1，使 U2 在 32V40V 范圍內(nèi)變 化時，10 變化不超過土 1%;(3) 負載調(diào)整率 SLW1%: U2=36V，負載由 5 個 LED 增加至 10 個，I。變化不超過土 1%;(4) 效率70%: U2=36V、負載為 10 個 LED、I0=300mA，電源變換器效率70%;(5) 具有輸出過壓保護功能，動作電壓為 Uo= (36- 0.2) V。2 發(fā)揮部分(1)使變換器具有恒流限壓特性： Uo小于 36V 時為恒流輸出； Uo達到 36V 后為恒壓 輸出，將 UO 穩(wěn)定在(36 _0.2) V ;待 Uo降至 36V 以下則

15、恢復(fù)恒流輸出；(2)在電源變換器交流輸入側(cè)加入功率因數(shù)校正電路，使其功率因數(shù)不低于0.95;(3) LED 亮度可隨環(huán)境光線增強而自動降低：暗環(huán)境，負載為 10 個 LED、Io=300mA 條件下，環(huán)境變亮后 IO減小至不大于 200mA 以下；(4)具有輸出電流的步進調(diào)整和測量、顯示功能：步進值10mA，測量精度優(yōu)于 2%;(5) 具有交流側(cè)開機沖擊電流和 EMI 抑制功能；(6) 其他。三、說明1 不得采用各種電源產(chǎn)品改制。整個作品由一路交流電源供電，不得使用任何其它電 源為控制電路或驅(qū)動環(huán)節(jié)供電。電源變換器為隔離型，即交流供電側(cè)與直流輸出側(cè)具有電氣 隔離，但不得再使用工頻變壓器。2制作

16、時考慮測試方便，須合理設(shè)置測試點。10 支 LED 應(yīng)安裝在通用板(或 PCB)上，做串聯(lián)連接，并可方便改變接入個數(shù)(10 個或 5 個)。3 電源變換器效率指直流輸出功率與交流輸入(U2 處)有功功率之比。4 如果能完成發(fā)揮部分(1)，基本要求(5)不必做自然得分。在做基本要求(5)或 發(fā)揮部分(1)測試時，建議使用滑線變阻器作為負載。5在發(fā)揮部分(3)中，只需改變對光敏元件的照度，自行設(shè)置明、暗兩種照度即可。14 簡易數(shù)字集成電路參數(shù)測試儀一、任務(wù)：設(shè)計制作一個 74 系列中小規(guī)模數(shù)字集成電路參數(shù)測試儀。二、要求：1.基本要求:1)能對 74 系列中小規(guī)模數(shù)字集成電路的 VIH(min)、

17、VIL(max)、VOH、VOL、IIL、IOL等參數(shù)指標進行單項自動測試。(2) 測量參數(shù)項目及指標要求( VCC=5V )：A、 VlH(min)、VOH測量范圍為 05V,誤差1%讀數(shù)個字；B、ViL(max)、VOL測量范圍為 01V，誤差1%讀數(shù)個字；C、 IIL(短路電流)，IOL( RL=300Q)測量范圍為 020mA，誤差1%讀數(shù)個字；(3)測試項目有對應(yīng)的指示；( 4)具有自動識別 74 系列數(shù)字集成電路型號功能。檢測芯片 有： 00/02/03/08/10/20/32/48/74/76/83/125/138/139/148/151/153/190/273/386 任( 選

18、 5 種 )。2發(fā)揮部分：( 1 )能連續(xù)自動循環(huán)測量，并顯示；( 2)能有選擇地調(diào)閱最后一次測量的任一項參數(shù)；(3)能設(shè)置集成電路參數(shù)標準值，并判斷所測參數(shù)是否達標；(4)測試數(shù)字集成電路的電壓傳輸特性，能顯示完整的傳輸特性曲線；從屏幕上讀出的指標(如輸出高、低電平和開、關(guān)門電平)要求精度優(yōu)于 20%；( 5)其他。15非接觸供電系統(tǒng)一、 任務(wù) 在不采用專用器件(芯片)的前提下，設(shè)計一個非接觸供電系統(tǒng)的電路，使其實現(xiàn)對小 型電器供電或充電等功能。二、 要求1 基本要求 滿足以下功能：1) 供電部分輸入 36V 以下的直流電壓，具有向多臺電器設(shè)備非接觸供電的功能。2) 在輸出功率 1W 的條件下，轉(zhuǎn)換效率 15%3) 最大輸出功率 5W 2發(fā)揮部分1) 供電部分輸入 36V 以下的直流電壓，具有向至少一臺電器設(shè)備非接觸供電的功能。2) 在輸出功率 1W 的條件下，轉(zhuǎn)換效率 10%16簡單漢字自動書寫筆任務(wù)設(shè)計一