电赛试题发布会

“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛暨2015年全国大学生电子设计竞赛选拔赛试题发布会2014年10月27日“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛发布会目录

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试题发布及答疑“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛发布会目录

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试题发布及答疑“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛嘉宾介绍“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛领导致开幕词“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛发布会目录

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试题发布及答疑“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛报名自教务处发文起至10月17日晚18:00截止。准备作品作品登记表请于11月20日晚18:00之前发到dzdlsj_nuaa@163.com初赛暂定11月22日，届时会有通知，11月25日前公布进入决赛的作品。决赛及闭幕式暂定11月29日下午举行，比赛结束于闭幕式现场公布获奖作品。“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛南航自动化科协更多关注nuaazdhkx“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛发布会目录

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试题发布及答疑“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛特等奖：2000元一等奖：800元二等奖：500元变化1：增设奖金新“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛实验地点为3404实验室，上课期间不统一安排实验，以进满30组为止。周一至周五周六、周日实验安排表将随后公布到微信，纸飞机，人人，奥兰系统上。中午：12:00-14:00晚上：18:00-21:30上午：8:00-12:30下午：12:30-17:00晚上：17:00-21:30变化2：实验室使用流程新“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛发布会目录

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试题发布及答疑“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛参赛说明1、赛题分为：初级组(一、二年级)和高级组(三、四年级)两大类（其中F题为选做）。2、一、二年级学生可独立组队，完成初级组赛题或完成高级组赛题中的“基本要求”部分，按初级组评奖；3、三、四年级学生组队参赛，完成高级组赛题，按高级组评奖。不可参加初级组及评奖。4、如果参赛队伍中有高年级和低年级学生混合组队的情况，则按高级组参赛处理。“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛ABCDEFGH低频信号调理电路【高级组】“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛一、任务

设计并制作一个低频信号调理电路，其组成如图1所示。包括放大器与滤波器等部分，其中，放大器增益可控；滤波器的类型（低通、高通或带通）以及通带、截止频率等参数可控。“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛二、要求

1.基本要求（1）调理电路的输入可以从mp3或信号源输入低频（100Hz～100kHz）信号，输出可以带600Ω负载或驱动8Ω喇叭（2～5W）。（2）放大器部分。输入低频正弦信号电压振幅为10mV，电压增益为0～40dB，可扩展到60dB；增益步进程控可调，步进越小越好；电压增益误差不大于5%；通频带为100Hz～100kHz，接600Ω负载时，放大器输出电压无明显失真。（3）滤波器部分。当设置为低通滤波器时，其-3dB截止频率fc分别为3.4kHz、20kHz和50kHz三档程控可调。当设置为高通滤波器时，其-3dB截止频率fc分别为200Hz、10kHz和30kHz三档程控可调。当设置为带通滤波器时，其带宽为300Hz～3.4kHz。以上滤波器的截止频率的误差均不大于5%。“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛2.发挥部分（1）具有AGC功能。当调理电路的信号输入接mp3信号时，滤波器应设置为带通滤波器，输出负载为8Ω喇叭，此时调理电路的输入信号幅度在10mV～5V间变化时，调理电路输出默认值保持在2V±0.1V内，波动越小越好。（2）能够显示输入信号幅度大小及频率高低。

（3）其他自主发挥设计。“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛ABCDEFGH高速差模信号放大器【高级组】“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛一、任务

设计并制作一个具有差分输入、单端输出功能的高速差模信号放大器。“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛二、要求

（1）自制一个差模信号源，实现将单端信号Vin转换为差模信号输出（VA

、VB）。单端信号Vin为正弦波，频率范围为DC～20MHz，振幅为100mV～2V。差模信号源的要求如下：a.差模信号源的输入阻抗为50Ω，VA、VB路对地输出阻抗为50Ω；

b.输出差模信号对称，无明显失真；

c.差模信号源的放大倍数为2（差模信号源的放大倍数定义为（VA-VB）/Vin）；d.VA、VB端的直流分量在±2.0V范围内可手动调节（见说明（2））。“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛（2）设计一个差模信号放大器，其中输入信号VC、VD对地电压范围为±4V；（VC–VD）的最大输入范围为±4V；要求（见说明（3））a.输出单端信号VE的最大允许输出范围应能达到±4V；

b.VC、VD输入阻抗应大于或等于150kΩ，VE端的输出阻抗为50Ω；

c.差模信号放大器的增益（定义为VE/(VC–VD)）可设定为1倍或10倍。“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛（3）连接差模信号源及差模信号放大器，要求：

a.设定差模信号放大器的增益为10倍，在DC-20MHz范围内，Vin到VE的带内起伏不大于1dB；并尽可能扩展1dB起伏带宽（见说明（4））。

b.设定差模信号放大器的增益为10倍，当Vin接地时，VE的输出振幅不大于10mV,VE的输出直流偏置的绝对值不大于50mV。

c.设定差模信号放大器增益为10倍时，调节VA、VB上的输出直流分量在±2V间变化时，输出VE应无明显失真；

d.设定差模信号放大器增益为1倍时，改变Vin为频率DC～3MHz，振幅100mV～2V的方波信号时，输出信号VE应无明显失真。“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛（4）设定差模信号放大器的增益为10，在（3）a中测得的1dB起伏带宽范围内测量差模信号放大器的共模抑制比，要求在DC～1MHz的共模抑制比不小于

40dB，1MHz～20MHz的共模抑制比不小于32dB。（见说明（5））（5）其他创新发挥；“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛三、说明

（1）本题制作不超过两块印制电路板，要求如下：

①电路板为单双面板，长宽不超过6cm×10cm；

②在线路所在层利用PlaceString放置自己组的编号，大小适中；

（2）VA，VB的直流分量如图2中VDC所示：图2Vin、VA、VB

与VDC的图例（此时差模信号源的放大倍数为1）“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛（3）测试2（2）时，可以使用自制差模信号源，或台式信号源输出的差模信号对；

（4）1dB起伏带宽的定义:图31dB起伏带宽示意“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛串联单端转差分电路和差模信号放大器，设定差模信号放大器的增益电路为10倍，在Vin处输入振幅为200mV的正弦信号，从1KHz开始向上增加Vin的频率，当VE的振幅降低到小于3.56V，或VE的振幅上升到大于4.49V时，记录此时Vin的频率为f1dB。“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛(5)差模信号放大器的共模抑制比测量方法：调节输入正弦信号Vin2的振幅为4V，通过等长走线确保VC和VD的输入同相（注意信号源与差模信号放大器应就近共地），调节Vin2的频率（-1dB带宽范围内）并记录对应频率下VE的输出信号振幅。（6）作品输入和输出连接均用BNC公制接头。图4.共模抑制比测量示意图“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛ABCDEFGH停车场闸杆及车库卷闸门控制装置【高级组】“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛一、任务

分别设计并制作两种控制装置：一是对汽车出入居民小区的闸杆控制，二是对汽车出入车库的卷闸门控制。“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛二、要求1、基本要求(1)用不大于1.5m*1.5m白纸模拟居民小区，在此区域内演示汽车由外归来进入居民小区和自家车库的全过程。居民小区的大门宽度为汽车宽度的1.5倍，车库长度为汽车长度的1.5倍、车库宽度为汽车宽度的1.5倍。可用拦栅替代卷闸门。车库用三块及木板搭建。小区的大门阐杆置于白纸边缘，左右位置自主选定。车库位置（含栏栅）以及汽车起始位置，由评测专家现场决定。场地内不得设置任何标置。(2)闸杆控制装置。当汽车驶至距大门50CM时，控制器通过感应器(如地感线圈、摄像头)检测到汽车，并控制阐杆迅速抬起，待检测到汽车驶离距大门50CM后，再将阐杆放下。阐杆控制器不能使用成品模块，也不能带有任何有线、无线收发装置或模块。(3)车库卷闸门控制装置。汽车进入小区后，自行行驶到自家车库前，卷闸门自动抬起，待汽车入库后，卷闸门自动落下。每次入库时间应不大于5分钟。“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛2、发挥部分（1）能判定汽车驶入与驶出小区功能，并记录其车牌号。（2）汽车倒车入库。（3）汽车未能准确入库时，栏栅无法落下。栏栅在2分钟内未落下，发出报警信号。（4）自行发挥部分，要求实用、合理。“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛ABCDEFGH简易频谱检测设备【高级组】“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛一、任务

设计出可检测一定频率范围内的频谱检测设备，其系统框图如图所示。“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛二、要求1．基本要求(1)通过在输入端施加叠加30k～100kHz高频谐波的115V400Hz正弦信号，通过所设计的带通滤波器实现提取30k～100kHz谐波信号的功能(注：115V400Hz正弦信号为航空中频电源，用于飞机和机载设备设备供电)；(2)采用28系列DSP对高次谐波信号进行采样，要求采样频率200kHz；(3)在DSP中实现数字滤波功能，滤波频率20k～80kHz；(4)设计FFT算法，对所有采样数据进行频域分析；(5)通过422总线实时传输AD采样数据和频域分析后的数据。“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛2．发挥部分(1)编写功能完善的用于数据读取的上位机程序；(2)实现通信、电源、AD采样自检功能；(3)实现数据的掉电存储功能；(4)实现数字滤波频率可调。“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛ABCDEFGH简易数字交流电桥【高级组】“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛一、任务

设计出一数字交流电桥，其利用自身生成的正弦波给交流电桥供电，检测传感器的交流阻抗。“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛二、要求1．基本要求（1）外部供电电压为干电池，需设计固定输出正弦波：2VAC，1000Hz的交流电源，并利用电源模块生成±15VDC直流电源和5VDC直流电源。其中2VAC，1000Hz正弦波为交流电桥供电，±15VDC直流电源为采集电路（即放大电路、有效值转换模块和AD模块）供电，5VDC直流电源为数据处理电路（即CPU模块）供电。（2）某传感器的输入交流阻抗：0Ω～200kΩ,其容抗和感抗忽略不计。通过数字交流电桥对其测量，精度要求：

Z=0Ω～99Ω范围：精度为±0.5Ω；Z=100Ω～999Ω范围：精度为±2Ω；Z=1000Ω～9999Ω范围：精度为±Z×5%；Z=10kΩ～200kΩ范围：精度为±Z×10%。（3）具备CAN通讯能力，通讯速率为512k。（4）通过上位机显示阻抗值。“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛2．发挥部分

(1)电池采用可充电的蓄电池或锂电池，并设计相应的充电电路和保护电路，充电输入电压为市电。（2）能对采集电路进行自检测；(3)低阻抗档向高阻抗档采集转换时间不超过0.2s；（4）上位机程序具备数据实时存储和曲线显示功能。“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛ABCDEFGH

恒温水箱控制系统设计【高级组】“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛一、任务

设计一个恒温水箱控制系统，实现水箱水量及温度的控制，并使该系统具有较好的自检测功能。“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛二、要求1、基本要求（1）进行水箱加热系统、水位控制设计，加热器由3个加热器件组成，AC115V/400Hz供电，三角形接法，功率约为3000VA；（2）要求温度维持在20℃～40℃之间；（3）要求水位可连续测量，水位不允许低于水箱容量的20%，不允许高于水箱容量的95%，水箱为圆柱形，立式放置；（4）可进行温度及水量显示，温度测量精度±2℃，温度测量范围0℃～120℃,水位测量精度为±5mm，水位测量范围为0～1200mm，显示精度为小数点后一位。“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛2、选做部分（1）给出水位测量传感器的设计思路。（2）实现加热器输出功率控制电路负载状态（断路、短路等情况）的监测，要求对每一路监测。“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛ABCDEFGH声光控制的LED楼道灯(初级组)“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛一、任务

一人一组，设计与制作声光控制的LED楼道灯。“中航津电杯”第九届电子电路设计竞赛二、要求(1)白天光线较强时，受光控自锁，有声响也不通电开灯；当傍晚环境光线变暗后，开关自动进入待机状态，遇有说话声、脚步声等声响时，会立即通电,亮灯，并延时半分钟后自动断电。(2)用电