电子大赛初选测试题

1、X年电子大赛初选测试题2014年安徽省大学生电子设计大赛初选测试题在初赛非制作实物的任务中，重点考察：学生对系统的功能分析和模块划分能力。学生对相关资料搜集和整理能力。学生对工具软件的使用能力（包括编程软件，电子电路仿真，PCB制作能力）。报告中要求能具备对系统进行功能分解、功能模块设计（原理图和PCB）、原理说明、仿真分析等。系统功能不要求全部完成，但应尽可能地发挥，以便脱颖而出。要求：.每队只选做其中一项。.时间：2014年5月24日5月31日。1实用音频放大器、任务R=8欣设计并制作低频功率放大器。其原理示意图如下们号3一.而国旅大一.Tt?大、要求1.基本要求（1）在放大通道的正弦信号

2、输入电压幅度为（5?700）mVpp,采用双电源供电，不大于士20V;等效负载电阻Rl为8Q下，放大器应满足：（功率放大部分单独供电）.最大不失真输出功率Por5W;（失真度小于5%）.带宽BW（40?20000）Hz;（功放部分）Rl=8Q 上.在Por下的效率为0%;在前置放大级输入端交流短接到地时，的交流声VppIS00mV。.前置放大器具有低音、中音、高音调节功能。.具有音M调节功能。功放部字电路及单片机控制（前置放大器只能用常规运放或三极管不得采用专用前置集成电路、分只采用分立元件不得采用专用集成功放）2.发挥部分.制作数字音M控制电路（不可使用专用音响音M控制集成电路，可用通用数电

3、路实现），用两只轻触开关分别实现音M的加减，控制等级不小于8级。.制作四路音源选择电路，用轻触开关（单只或四只）实现音源转换。.功能显示：音源选择显示，音M等级显示。.自制放大器所需的电源（电源变压器可购成品）。.其它。2程控滤波器、任务设计并制作程控滤波器，具组成如图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。测试端子言号输入放大器滤波器信号输出Rl参数设*参数度直图1程控滤波器组成框图一、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

4、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w1dB,-3dB通带为50k

5、Hz,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10kHzo(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。四、评分标准项目满分设计报告系统方案15理论分析与计算15电路与程序设计5测试方案与测试结果10设计报告结构及规范性5总分50基本实际制作完成情况50要求发挥部分完成第（1）项14完成第（2）项16完成第（3）项15其他5总分503触摸控

6、制式线性直流稳压电源、任务设计一个直流稳压电源，用触摸的方式调节输出电压值。二、要求：采用220V市电供电、基本要求输出电压1.25V6V；用手触摸实现电压增减调节，电压步进0.2V；纹波10mV输出电流不小于1A;显示输出电压；具有过载保护功能，负载恢复后可自动恢复；、发挥部分扩展输出电压为015V；电压步进0.05V；扩展最大输出电流至3A；显示输出电流，过载电流可分6档设定；(5)其它；4三相正弦波变频电源一、任务设计并制作一个三相正弦波变频电源，输出线电压有效值为36V,最大负载电流有效值为3A,负载为三相对称阳性负载(Y接法)。变频电源框图如下图所示。一、要求1、基本要求(1)输出频

7、率范围为20Hz?100Hz的三相对称交流电，各相电压有效值之差小于0.5V;(2)输出电压波形应尽M接近正弦波，用示波器观察无明显失真；(3)当输入电压为198V?242V,负载电流有效值为0.5?3A时，输出线电压有效值应保持在36V,误差的绝对值小于5%;(4)具有过流保护(输出电流有效值达3.6A时动作)、负载缺相保护及负载不对称保护(三相电流中任意两相电流之差大于0.5A时动作)功能，保护时自动切断输入交流电源。2、发挥部分(1)当输入电压为198V?242V,负载电流有效值为0.5?3A时，输出线电压有效值应保持在36V,误差的绝对值小于1%;(2)设计制作具有测M、显示该变频电源

8、输出电压、电流、频率和功率的电路，测M误差的绝对值小于5%;(3)变频电源输出频率在50Hz以上时，输出相电压的失真度小于5%;(4)其他。评分标准项目满分基本要求设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与计算，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实际完成情况50发挥部分完成第(1)项10完成第(2)项24完成第(3)项11其它5四、说明1、在调试过程中，要注意安全；2、不能使用产生SPWM(正弦波脉宽调制)波形的专用芯片；3、必要时，可以在隔离变压器前使用自耦变压器调整输入电压，可用三相电阻箱模拟负载;4、测M失真度时，应注意输入信号的衰减以及与失真度仪的隔

9、离等问题；5、输出功率可通过电流、电压的测M值计算。5直流电子负载、任务电子负载用于测试宜流稳压电源、蓄电池等电源的性能。设计和制作一台电子负载，有恒流和恒压两种模式，可手动切换。恒流方式时要求不论输入电压如何变化(在一定范围内)，流过该电子负载的电流恒定，且电流值可设定。工作于恒压方式时，电子负载端电压保持恒定,且可设定，流入电子负载的电流随被测宜流电源的电压变化而变化。一、要求.基本要求(1)负载工作模式：恒压(CV)、恒流(CC)两种模式可选择。电压设置及读出范围：1.00V?20.0V。电流设置及读出范围：100mA?3.00A。(4)显示分辨力及误差：至少具有三位数，相对误差小于5%

10、.发挥部分(1)增加恒阳(CR模式。(2)扩大负载参数的设置及读出范围。(3)具备自动过载保护设计。(4)其它。三、说明(1)负载参数可调节设置，人工预置或数字程控皆可。(2)负载参数可数字化显示，两种负载参数(CV、CC)同时显示。(3)实现原理可参考下图。电压显示电流显示电流比较电流设汽电压设置侦裁输出四、评分标准“计报告项目主要内容满分:总体方案论证总体方案描述和方案选择5理论分析与计算怛压怛流原理比较和检测电路设计功率控制方法10电路与程序设计总体电路图工作流程图6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5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4小计3

11、0“本要求实际制作完成情况50好部分完成第（1）项20:完成第（2）项10完成第（3）项10其他10小计50总分1306脉冲信号参数测试仪、任务设计制作一个脉冲信号测试仪，可以测M脉冲信号的幅值、频率、周期、占脉冲信号空比、上升和下降时间等参数。峰值检测一A/D显不电路川比较器I!微处理器kD/A0=廿键盘电路I1?基本功能脉冲信号幅值范围为：0.2Vp?5Vp,测M精度W2%脉冲信号频率范围为：1Hz?100KHz频率测M精度W土0.1%周期测M精度W土0.1%(3)占空比测M范围为：10%?90%测M误差W10%比较电平设置范围：0.2V?5V,步进小于0.2V;上升时间和下降时间测M范围

12、为1us?1ms,测昂:误差w1us;2?发挥部分脉冲信号频率范围为：1Hz?500KHz频率测M精度w土0.01%周期测M精度w0.01%占空比测M范围为：5%?95%,测M误差W5%;上升时间和下降时间测M范围为20ns?1ms,测昂:误差w20ns;(4)其它。三、说明(1)脉冲信号为单极性信号，在测试过程中可以用三角波为被测脉冲信号；7波形发生器一、任务设计能产生三角波、方波、正弦波等波形函数信号发生器，波形的频率可用程序控制改变。采用STC89C52单片机主控制器，加上外围器件和键盘，通过键盘控制波形频率的增减以及波形的选择，并用LED显示频率大小。在单片机的输出端口接DAC0832

13、进行DA转换，再通进行滤波放大电路输出波形。一、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?20kHz（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200kHz、扫频输出等功能）。三、评分标准项目满分基本要求设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与计算，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完成第（1）项10完成第（2）项10完成

14、第（3）项10发捽部分完成第（4）项5完成第（5）项5完成第（6）项108简易混合信号示波器、任务设计并制作一台简易混合信号示波器（MSO）,其组成框图如图1所示:模拟信号存他、处理 与控制系统模拟通道，输入调理ADC数字信号发生器数字信号混合信号 波形显小图1简易混合信号示波器框图*触发也路信号采集数字通道要求.基本要求(1)被测信号要求：类型：正弦波；频率：100Hzwf2s,以便确切检测激光炮击点刻度位置，记录该过程中最大偏差值。2发挥部分完成本部份，炮塔增加不少于250g的转动惯量配重，低于220g发挥部分不测试。（1）全程行驶时间不能大于40s，其余要求同“基本要求”第（1）条。（2

15、）坦克在行进过程中可以动态瞄准目标，当检测到“炮击点”黑色短线时立即炮击。炮击过程必须伴随声光指示，时间持续2s。炮击过程中不能停车，也不允许有明显降低坦克行进速度的情况发生，全程行驶时间不能大于40s。（3）坦克每瞄准炮击一次，炮塔应自动复位，当检测到“炮击点”标志时需在2s内瞄准炮击且不允许停车，全程行驶时间不能大于60s。其余要求同发挥部分第（2）条。复位位置为火炮指向车头正前方位置，自动复位到位应当有声光指示信息。（4）其它。三、说明1在白纸上绘制或粘贴引导轨迹。2?引导轨迹宽度2cm可以涂墨或粘黑色胶带，引导轨迹形状在竞赛时临时指定。轨迹曲率半径不小于30cm。“炮击点”黑色短线长3

16、5cm3?坦克行进及打靶不允许采用人工遥控，坦克外围尺寸：长度w35cm,宽度w25cm坦克采用电池供电。竞赛测试过程中允许自带多套备用电池。炮塔电机体积不大于5X5X5cn1。配重体轴向厚度不大于2cm,并便于取下称量检查。光靶采用电压12V、功率w15W的小汽车灯泡，灯泡中心距地面25cm竞赛时可以自备。光靶刻度板长约50cm每间隔1cm刻一条竖线，光靶中心线两侧各25条。每5条做一标记，如1、5、10、15、20、25。炮击点规定在灯泡以下便于观察位置。?发挥部分中的“其它”项指与本题目密切相关的内容四、评分标准项目主要内容满分设计报告（本科30分）报告内容：方案比较、设计与论证；理论分

17、析与计算；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。基本要求（50分）完成第（1）项25完成第（2）项25发挥部刀、（50刀、）完成第（1）项10完成第（2）项15完成第（3）项17其它811电动车跷跷板、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。一、要求A09c-A3B,A d,BdA70mm1图2平衡状态示意图1.基本要求在不加配重的情况下，电

18、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；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；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:头朝向跷跷板)，电动车能够自动驶上跷跷板，如图 3所示: 得平衡，给出明显的平衡指示，保持平衡图3自动驶上跷跷

19、板示意图(1)将电动车放置在地面距离跷跷板起始端A点300mm以外、90扇形区域内莫一指定位置(车电动车在跷跷板上取5秒钟以上；(3)将另一块质M为电动车质M10%?20%勺块状配重放置在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)跷跷板中心固定在宜径不大于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

20、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w300mm,宽w200mm。(6)平衡的定义为A、B两端与地面的距离差d=IdA-dBI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，可以宜接从(2)项开始，但是(1)项不得分。项目主要内容分数系统方案实现方法 方案论证 系统设计 结构 框图12理论分析与计算测M与控制方法理论计算13电路与程序设计检测与驱动电路设计 总体电路图 软件设计与工作流程图12结果分析设计报告

21、四、评分标准创新发挥结果分析设计报告结构及规范性摘要设计报告结构图表的规范性5总分50基本要求实际制作完成情况50发挥部分完成第（1）项10完成第（2）项15完成第（3）项10完成第（4）项5其他10总分5012水温控制系统一、任务设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为1升水，容器为搪瓷器皿。水温可以在一定范围内设定，并能实现在10C70CM程范围内对每一点温度的自动控制，以保持设定的温度基本保持不变。、要求基本要求可键盘设定控制温度值，并能用液晶显示，显示最小区分度为0.1C；2)可以测量并显示水的实际温度，实现温度数据的连续显示曲线。温度测量误差在).5C内；水温控制系统应具有全M程(

22、10C70C)内的升温、降温功能(降温可用半导体制冷片、升温用800W以内的电加热器)；在全量程内任意设定一个温度值(例如起始温度5C内)，控制系统可以实现该给定温度的恒值自动控制。控制的最大动态误差静态误差+W,系统达到稳态的时间15min(最少两个波动周期)。发挥部分当设定温度突变(温度变化20C)时，控制的最大动态误差w0,系统达到稳态的时间8min(最少两个波动周期)；(2)温度控制的静态误差W).2C(在最小稳态时间内)；在设定温度发生突变(温度变化20r)时，用液晶屏显示水温随时间变化的实时曲线(最少显示两个波动周期)；4)其他。三、说明1)允许使用单片机最小系统；升温和降温驱动电

23、路自行设计制作，不允许使用成品模块；3)电路制作注意节能低功耗；为了测试的方便，测量水温时要求在容器内自行给定一个位置，测试时放置玻璃水银温度计，作为标准温度计；5)避免测试过程出现烧伤现象，注意做好保护措施。四、评分标准设计报告项目应包括的主要内容分数系统方案比较与选择方案描述4理论分析与计算温度控制算法控制误差温度控制速度10电路与程序设计电路设计程序设计6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5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总分30基本要求完成第（1）项5完成第（2）项5完成第（3）项10完成第（4）项30总分50部分完成第（1）项20完

24、成第（2）项10完成第（3）项15特色与创新：增加远程遥控测M功能，遥测遥控距离10米。5总分5013无线通信信号分析与测量装置任务设计并制作一个能接收、分析、记录和显示无线电信号特征的通信信号分析与测M装信号产生器控制显不空间电晦波置。具原理示意图如下:、要求1、基本要求信号分析装置能从高频信号发生器获取信号，并自动扫描、捕捉、分析和识别通信信号，载波工作频率范围：15MHz?25MHz;自动测M通信信号的输入信号载波频率,测M值的准确度优于5%;自动判别射频信号的调制方式：无调制载波信号、AM、FM、ASK、FSK;用液晶屏显示(2)和(3)要求的各项参数；正常识别条件下，接收机灵敏度1时

25、能实现与接收机的无线正常通信，能够完成基本要求(2)和(3);扩展信号载波频率范围至15MHz?35MHz;其他。三、说明.中频频率自选；.可选用接收机专用集成电路自行设计与装调，不允许用成品接收机；.为便于测M电路的性能指标，应留出相关的测M端口；.高频放大器用特性阻抗为50Q的插座作为信号输入端，高频信号源的输出电阻为50Q,输出端口为通用标准插座。测试时需自备，信号源至高频放大器的电缆线及标准插头（50Q）；.AM波调制信号频率0.5?1kHz,调幅度为0.3;FM波调制信号频率0.5?1kHz,最大频偏20kHz;ASK波的码元速率为0.5?1kHz;FSK波的码元速率为0.5?1kH

26、z,两载频差为0.1MHz;.测试前应完成整机调整，测试中不允许对整机进行任何手动调节以及软件更改。分析与识别结果应在显示屏上正确显示。.四、评分标准项目满分基本要求设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与计算，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30实际完成情况50发挥部分完成第（1）项6完成第（2）项10完成第（3）项20完成第（4）项8完成第（5）项6合计5014无线环境监测模拟装置、任务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

27、路，要求具有无线传输数据功能，收发共用一个天线。一、要求基本要求(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M范围为0C?100C,绝对误差小于2C；光照信息仅要求测M光的有无。探测节点采用两节1.5V干电池串联，单电源供电。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宜接通信，并能显示当前能够通信的探测节点探测节点A监测砸终端7,探测节点B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,

28、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。发挥部分(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。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。监测终端探测节点A图2节点转发 功能示意图Di探测节点B于5s的条件下,(2)在监测终端电源供给功率W1W无线环境监测模拟装置探测时延不大使探测距离D+D达到50cm(3)尽M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。三、说明.监测终端和探测节点所用天线为圆形空芯线圈，用宜径不大于1mm勺漆包线或有绝缘外皮的导线密绕5圈制成。线圈宜径为(3.4士0.3)cm(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