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　　两年一届的全国大学生电子设计竞赛又将拉开战幕，不知道各位老师和同学准备好了没有?

　　从现在的经济形势和就业形势来看，能在全国大学生电子设计竞赛中获得奖项，无疑会在就业竞争中取得绝对优势。为了协助广大师生在竞赛中取得优异成绩，凌阳科技大学计划特地将07年的电子竞赛题目及元器件清单进行整理，供参赛老师和同学参考训练使用!更多技术支持请实时关注大学计划网站，或直接电话咨询010-62981113-2955!

　　题目：

　　音频信号分析仪(A题)

　　【本科组】

　　一、任务

　　设计、制作一个可分析音频信号频率成分，并可测量正弦信号失真度的仪器。

　　二、要求

　　1.基本要求

　　(1)输入阻抗：50Ω

　　(2)输入信号电压范围(峰-峰值)：100mV～5V

　　(3)输入信号包含的频率成分范围：200Hz～10kHz

　　(4)频率分辨力：100Hz(可正确测量被测信号中，频差不小于100Hz的频率分量的功率值。)

　　(5)检测输入信号的总功率和各频率分量的频率和功率，检测出的各频率分量的功率之和不小于总功率值的95%;各频率分量功率测量的相对误差的绝对值小于10%，总功率测量的相对误差的绝对值小于5%。

　　(6)分析时间：5秒。应以5秒周期刷新分析数据，信号各频率分量应按功率大小依次存储并可回放显示，同时实时显示信号总功率和至少前两个频率分量的频率值和功率值，并设暂停键保持显示的数据。

　　2.发挥部分

　　(1)扩大输入信号动态范围，提高灵敏度。

　　(2)输入信号包含的频率成分范围：20Hz～10kHz。

　　(3)增加频率分辨力20Hz档。

　　(4)判断输入信号的周期性，并测量其周期。

　　(5)测量被测正弦信号的失真度。

　　(6)其他。

　　三、说明

　　1.电源可用成品，必须自备，亦可自制。

　　2.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。

　　无线识别装置(B题)

　　【本科组】

　　一、任务

　　设计制作一套无线识别装置。该装置由阅读器、应答器和耦合线圈组成，其方框图参见图1。阅读器能识别应答器的有无、编码和存储信息。

　　图1 无线识别装置方框图

　　装置中阅读器、应答器均具有无线传输功能，频率和调制方式自由选定。不得使用现有射频识别卡或用于识别的专用芯片。装置中的耦合线圈为圆形空芯线圈，用直径不大于1mm的漆包线或有绝缘外皮的导线密绕10圈制成。线圈直径为6.6±0.5 cm(可用直径6.6 cm左右的易拉罐作为骨架，绕好取下，用绝缘胶带固定即可)。线圈间的介质为空气。两个耦合线圈最接近部分的间距定义为D。

　　阅读器、应答器不得使用其他耦合方式。

　　二、要求

　　1.基本要求

　　(1)应答器采用两节1.5V干电池供电，阅读器用外接单电源供电。阅读器采用发光二极管显示识别结果，能在D尽可能大的情况下，识别应答器的有无。识别正确率≥80%，识别时间≤5秒，耦合线圈间距D≥5cm。

　　(2)应答器增加编码预置功能，可以用开关预置四位二进制编码。阅读器能正确识别并显示应答器的预置编码。显示正确率≥80%，响应时间≤5秒，耦合线圈间距D≥5cm。

　　2.发挥部分

　　(1)应答器所需电源能量全部从耦合线圈获得(通过对耦合到的信号进行整流滤波得到能量)，不允许使用电池及内部含有电池的集成电路。阅读器能正确读出并显示应答器上预置的四位二进制编码。显示正确率≥80%，响应时间≤5秒，耦合线圈间距D≥5cm。

　　(2)阅读器采用单电源供电，在识别状态时，电源供给功率≤2W。在显示编码正确率≥80%、响应时间≤5秒的条件下，尽可能增加耦合线圈间距D。

　　(3)应答器增加信息存储功能，其存储容量大于等于两个四位二进制数。装置断电后，应答器存储的信息不丢失。无线识别装置具有在阅读器端写入、读出应答器存储信息的功能。

　　(4)其他。

　　三、说明

　　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。

　　数字示波器(C题)

　　【本科组】

　　一、任务

　　设计并制作一台具有实时采样方式和等效采样方式的数字示波器，示意图如图1所示。

　　二、要求

　　1.基本要求

　　，显示屏的刻度为8 (1)被测周期信号的频率范围为10Hz～10MHz，仪器输入阻抗为1M div×10div，垂直分辨率为8bits，水平显示分辨率≥20点/ div。

　　(2)垂直灵敏度要求含1V/div、0.1V/div两档。电压测量误差≤5%。

　　(3)实时采样速率≤1MSa/s，等效采样速率≥200MSa/s;扫描速度要求含20ms/div、2μs /div、100 ns/div三档，波形周期测量误差≤5%。

　　(4)仪器的触发电路采用内触发方式，要求上升沿触发，触发电平可调。

　　(5)被测信号的显示波形应无明显失真。

　　2.发挥部分

　　(1)提高仪器垂直灵敏度，要求增加2mV/div档，其电压测量误差≤5%，输入短路时的输出噪声峰-峰值小于2mV。

　　(2)增加存储/调出功能，即按动一次"存储"键，仪器即可存储当前波形，并能在需要时调出存储的波形予以显示。

　　(3)增加单次触发功能，即按动一次"单次触发"键，仪器能对满足触发条件的信号进行一次采集与存储(被测信号的频率范围限定为10Hz～50kHz)。

　　(4)能提供频率为100kHz的方波校准信号，要求幅度值为0.3V±5%(负载电阻≥1 时)，频率误差≤5%。 M

　　(5)其他。

　　三、说明

　　1.A/D转换器最高采样速率限定为1MSa/s，并要求设计独立的取样保持电路。为了方便检测，要求在A/D转换器和取样保持电路之间设置测试端子TP。

　　2.显示部分可采用通用示波器，也可采用液晶显示器。

　　3.等效采样的概念可参考蒋焕文等编著的《电子测量》一书中取样示波器的内容，或陈尚松等编著的《电子测量与仪器》等相关资料。

　　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、重要的源程序和完整的测试结果可用附件给出。

　　程控滤波器(D题)

　　【本科组】

　　一、任务

　　设计并制作程控滤波器，其组成如图1所示。放大器增益可设置;低通或高通滤波器通带、截止频率等参数可设置。

　　二、要求

　　1. 基本要求

　　(1)放大器输入正弦信号电压振幅为10mV，电压增益为40dB，增益10dB步进可调，通频带为100Hz～40kHz，放大器输出电压无明显失真。

　　(2)滤波器可设置为低通滤波器，其-3dB截止频率fc在1kHz～20kHz范围内可调，调节的频率步进为1kHz，2fc处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB, 。 RL=1k

　　(3)滤波器可设置为高通滤波器，其-3dB截止频率fc在1kHz～20kHz范围内可调，调节的频率步进为1kHz，0.5fc处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB, 。 RL=1k

　　(4)电压增益与截止频率的误差均不大于10%。

　　(5)有设置参数显示功能。

　　2. 发挥部分

　　(1)放大器电压增益为60dB，输入信号电压振幅为10mV;增益10dB步进可调，电压增益误差不大于5%。

　　(2)制作一个四阶椭圆型低通滤波器，带内起伏≤1dB，-3dB通带为50kHz，要求放大器与低通滤波器在200kHz处的总电压增益小于5dB，-3dB通带误差不大于5%。

　　(3)制作一个简易幅频特性测试仪，其扫频输出信号的频率变化范围是100Hz～200kHz，频率步进10kHz。

　　(4)其他。

　　三、说明

　　设计报告正文应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图和主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果可用附件给出。

　　开关稳压电源(E题)

　　【本科组】

　　一、任务

　　设计并制作如图1所示的开关稳压电源。

　　二、要求

　　在电阻负载条件下，使电源满足下述要求：

　　1.基本要求

　　(1) 输出电压UO可调范围：30V～36V;

　　(2) 最大输出电流IOmax：2A;

　　(3) U2从15V变到21V时，电压调整率SU≤2%(IO=2A);

　　(4) IO从0变到2A时，负载调整率SI≤5%(U2=18V);

　　(5) 输出噪声纹波电压峰-峰值UOPP≤1V(U2=18V,UO=36V,IO=2A);

　　(6) DC-DC变换器的效率 ≥70%(U2=18V,UO=36V,IO=2A);

　　(7) 具有过流保护功能，动作电流IO(th)=2.5±0.2A;

　　2.发挥部分

　　(1) 进一步提高电压调整率，使SU≤0.2%(IO=2A);

　　(2) 进一步提高负载调整率，使SI≤0.5%(U2=18V);

　　(3) 进一步提高效率，使 ≥85%(U2=18V,UO=36V,IO=2A);

　　(4) 排除过流故障后，电源能自动恢复为正常状态;

　　(5) 能对输出电压进行键盘设定和步进调整，步进值1V，同时具有输出电压、电流的测量和数字显示功能。

　　(6) 其他。

　　三、说明

　　(1) DC-DC变换器不允许使用成品模块，但可使用开关电源控制芯片。

　　(2) U2可通过交流调压器改变U1来调整。DC-DC变换器(含控制电路)只能由UIN端口供电，不得另加辅助电源。

　　(3) 本题中的输出噪声纹波电压是指输出电压中的所有非直流成分，要求用带宽不小于20MHz模拟示波器(AC耦合、扫描速度20ms/div)测量UOPP。

　　=PO/ (4) 本题中电压调整率SU指U2在指定范围内变化时，输出电压UO的变化率;负载调整率SI指IO在指定范围内变化时，输出电压UO的变化率;DC-DC变换器效率 PIN，其中PO=UOIO，PIN=UINIIN。

　　(5) 电源在最大输出功率下应能连续安全工作足够长的时间(测试期间，不能出现过热等故障)。

　　(6) 制作时应考虑方便测试，合理设置测试点(参考图1)。

　　(7) 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。

　　电动车跷跷板(F题)

　　【本科组】

　　一、任务

　　设计并制作一个电动车跷跷板，在跷跷板起始端A一侧装有可移动的配重。配重的位置可以在从始端开始的200mm～600mm范围内调整，调整步长不大于50mm;配重可拆卸。电动车从起始端A出发，可以自动在跷跷板上行驶。电动车跷跷板起始状态和平衡状态示意图分别如图1和图2所示。

　　二、要求

　　1.基本要求

　　在不加配重的情况下，电动车完成以下运动：

　　(1)电动车从起始端A出发，在30秒钟内行驶到中心点C附近;

　　(2)60秒钟之内，电动车在中心点C附近使跷跷板处于平衡状态，保持平衡5秒钟，并给出明显的平衡指示;

　　(3)电动车从(2)中的平衡点出发，30秒钟内行驶到跷跷板末端B处(车头距跷跷板末端B不大于50mm);

　　(4)电动车在B点停止5秒后，1分钟内倒退回起始端A，完成整个行程;

　　(5)在整个行驶过程中，电动车始终在跷跷板上，并分阶段实时显示电动车行驶所用的时间。

　　2.发挥部分

　　将配重固定在可调整范围内任一指定位置，电动车完成以下运动：

　　(1)将电动车放置在地面距离跷跷板起始端A点 300mm以外、90°扇形区域内某一指定位置(车头朝向跷跷板)，电动车能够自动驶上跷跷板，如图3所示：

　　(2)电动车在跷跷板上取得平衡，给出明显的平衡指示，保持平衡5秒钟以上;

　　(3)将另一块质量为电动车质量10%～20%的块状配重放置在A至C间指定的位置，电动车能够重新取得平衡，给出明显的平衡指示，保持平衡5秒钟以上;

　　(4)电动车在3分钟之内完成(1)～(3)全过程。

　　(5)其他。

　　三、说明

　　(1)跷跷板长1600mm、宽300mm，为便于携带也可将跷跷板制成折叠形式。

　　(2)跷跷板中心固定在直径不大于50mm的半圆轴上，轴两端支撑在支架上，并保证与支架圆滑接触，能灵活转动。

　　(3)测试中，使用参赛队自制的跷跷板装置。

　　(4)允许在跷跷板和地面上采取引导措施，但不得影响跷跷板面和地面平整。

　　(5)电动车(含加在车体上的其它装置)外形尺寸规定为：长≤300mm，宽≤200mm。

　　(6)平衡的定义为A、B两端与地面的距离差d=∣dA-dB∣不大于40mm。

　　(7)整个行程约为1600mm减去车长。

　　(8)测试过程中不允许人为控制电动车运动。

　　(9)基本要求(2)不能完成时，可以跳过，但不能得分;发挥部分(1)不能完成时，可以直接从(2)项开始，但是(1)项不得分。

　　积分式直流数字电压表(G题)

　　【高职高专组】

　　一、任务

　　在不采用专用A/D转换器芯片的前提下，设计并制作积分型直流数字电压表。

　　二、要求

　　1.基本要求

　　(1)测量范围：10mV～2V

　　(2)量程：200mV，2V

　　(3)显示范围：十进制数0～1999

　　(4)测量分辨率：1mV(2V档)

　　(5)测量误差：≤±0.5%±5个字

　　(6)采样速率：≥ 2次/秒

　　(7)输入电阻：≥1M

　　(8)具有抑制工频干扰功能

　　2.发挥部分

　　(1)测量范围：1mV～2V

　　(2)量程：200mV，2V

　　(3)显示范围：十进制数0～19999

　　(4)测量分辨率：0.1mV(2V档)

　　(5)测量误差：≤±0.05%±5个字

　　(6)具有自动校零功能

　　(7)具有自动量程转换功能

　　(8)其他

　　三、说明

　　在电路中应有可测得积分波形的测试点。

　　信号发生器(H题)

　　【高职高专组】

　　一、任务

　　设计并制作一台信号发生器，使之能产生正弦波、方波和三角波信号，其系统框图如图1所示。

　　二、要求

　　1.基本要求

　　(1)信号发生器能产生正弦波、方波和三角波三种周期性波形;

　　(2)输出信号频率在100Hz～100kHz范围内可调, 输出信号频率稳定度优于10-3;

　　负载条件下，输出正弦波信号的电压峰-峰值Vopp在0～5V范围内可调; (3)在1k

　　(4)输出信号波形无明显失真;

　　(5)自制稳压电源。

　　2.发挥部分

　　(1)将输出信号频率范围扩展为10Hz～1MHz，输出信号频率可分段调节：在10Hz～1kHz范围内步进间隔为10Hz;在1kHz～1MHz范围内步进间隔为1kHz。输出信号频率值可通过键盘进行设置;

　　负载条件下，输出正弦波信号的电压峰-峰值Vopp在0～5V范围内可调，调节步进间隔为0.1V，输出信号的电压值可通过键盘进行设置; (2)在50

　　(3)可实时显示输出信号的类型、幅度、频率和频率步进值;

　　(4)其他。

　　三、说明

　　设计报告正文应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图和主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果可用附件给出。

　　可控放大器(I题)

　　【高职高专组】

　　一、任务

　　设计并制作一个可控放大器，其组成框图如图1所示。放大器的增益可设置;低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器的通带、截止频率等参数可设置。

　　二、要求

　　1.基本要求

　　(1)放大器输入正弦信号电压振幅为10mV，电压增益为40dB，通频带为100Hz～40kHz，放大器输出电压无明显失真。

　　。 (2)滤波器可设置为低通滤波器，其-3dB截止频率fc在1kHz～20kHz范围内可调，调节的频率步进为1kHz，2fc处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB,RL=1k

　　(3)滤波器可设置为高通滤波器，其-3dB截止频率fc在1kHz～20kHz范围内可调，调节的频率步进为1kHz，0.5fc处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB, 。 RL=1k

　　(4)截止频率的误差不大于10%。

　　(5)有设置参数显示功能。

　　2、发挥部分

　　(1)放大器电压增益为60dB，输入正弦信号电压振幅为10mV，增益10dB步进可调，通频带为100Hz～100kHz。

　　(2)制作一个带通滤波器，中心频率50kHz，通频带10kHz，在40kHz和60kHz频率处，要求放大器与带通滤波器的总电压增益不大于45dB。

　　(3)上述带通滤波器中心频率可设置，设置范围40kHz～60kHz，步进为2kHz。

　　(4)电压增益、截止频率误差均不大于5%。

　　(5)其他。

　　三、说明

　　1. 正弦输入信号由信号源提供。

　　2. 放大器输出端应留测试端子。

　　3.设计报告正文应包括系统总体框图、核心电路原理图和主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果可用附件给出。

　　电动车跷跷板(J题)

　　【高职高专组】

　　一、任务

　　设计并制作一个电动车跷跷板，要求跷跷板起始端一侧装有可移动的配重物体，配重物体位置可调范围不小于400mm。电动车从起始端出发，按要求自动在跷跷板上行驶。电动车跷跷板起始状态和平衡状态示意图分别如图1和图2所示。

　　二、要求

　　1.基本要求

　　(1)先将跷跷板固定为水平状态，电动车从起始端A位置出发，行驶跷跷板的全程(全程的含义：电动车从起始端A出发至车头到达跷跷板顶端B位置)。停止5秒后，电动车再从跷跷板的B端倒退回至跷跷板的起始端A，电动车能分别显示前进和倒退所用的时间。前进行驶在1分钟内、倒退行驶在1.5分钟内完成。

　　(2)跷跷板处在图1所示的状态下(配重物体位置不限制)，电动车从起始端A出发，行驶跷跷板的全程。停止5秒后，电动车再从跷跷板的B端倒退回至跷跷板的起始端A，电动车能分别显示前进和倒退所用的时间。前进行驶在1.5分钟内、倒退行驶在2分钟内完成。

　　2.发挥部分

　　(1)由参赛队员将配重物体设定在可移动范围中的某位置，电动车从起始端A出发，当跷跷板达到平衡时，保持时间不小于5秒，同时发出声光提示，电动车显示所用的时间。全过程要求在2分钟内完成。

　　(2)在可移动范围内任意设定配重物体的位置(由测试人员指定)，电动车从起始端A出发，当跷跷板达到平衡时，保持时间不小于5秒，同时发出声光提示，电动车显示所用的时间。全过程要求在2分钟内完成。

　　(3)其他。

　　三、说明

　　1.跷跷板长1600mm、宽300mm。为便于携带也可将跷跷板制成折叠形式。

　　2.跷跷板中心固定在直径不大于40mm的圆轴上，圆轴两端支撑在两个支架上，与支架圆滑接触。跷跷板在图2所示的平衡状态下，跷跷板底距地面或桌面的距离为70mm。

　　3.允许在跷跷板面上画有寻迹线。

　　4.电动车(含车体上的其它装置)的外形尺寸规定：长≤300mm，宽≤200mm。测试过程中电动车外形尺寸不允许变动。

　　5.电动车不允许采用有线或无线遥控，电动车自身应具备转弯功能。

　　6.电动车行驶距离的测量以车尾为基准。

　　60mm范围内时，可视为进入平衡状态。 7.平衡状态的含义是：当跷跷板出现上下摆动，且B端底部与水平状态的偏移量≤

　　主要元器件清单：

　　1、基本仪器清单

　　20MHz普通示波器(双通道，外触发输入，有X轴输入，可选带Z轴输入)

　　60MHz双通道数字示波器

　　低频信号发生器(1Hz~1MHz)

　　高频信号发生器(1MHz~40MHz)

　　函数发生器

　　低频毫伏表

　　高频毫伏表

　　普通频率计

　　失真度测试仪

　　直流稳压电源

　　秒表

　　2米卷尺

　　游标高度尺

　　单片机开发系统及EDA开发系统

　　单相自耦调压器(>200W)

　　五位半数字万用表(电压表)

　　四位半数字万用表

　　2、主要元器件清单

　　单片机最小系统板(仅含单片机芯片、键盘与显示装置、存储器、A/D、D/A)

　　A/D、D/A转换器

　　1MHz采样频率的8位A/D转换器

　　运算放大器、电压比较器

　　可编程逻辑器件及其下载板

　　显示器件

　　小型电动车(最大尺寸300mm×200mm，高度不限)

　　小型继电器

　　康铜、锰铜电阻丝

　　漆包线(直径不大于1mm)

　　光电传感器

　　角度传感器

　　隔离变压器(>150W，220V/18V)

　　DDS集成芯片