2023年光电学院电子设计竞赛试题

长春理工大学光电信息学院

202M耳电3彼花竞赛驳目

2023年6月

Av正弦波相位发生器

一、设计任务

设计制作一个由运放组成的正弦波形发生器，产生两路有相位差的正弦波,

并用显示屏显示时实波形（如图结构）

宗油哭蛤涮

二、设计规定与评分标准

项目重要内容分数

设计方案工方案比较与论证选择；

工理论分析与计算；

设计工电路图及有关软件、硬件设计文献；20

工测试方法与仪器；

制作

工测试数据及测试结果分析。

作品制作作品制作(焊接、结构等)30

总分50

(1)由运放组成一路正弦波发生器。

工输出波形具有正负对称电压；

30

，频率可调范围:30Hz~20kHz；

工显示屏时实显示波形。

基本(2)产生两路具有相位差的可调频率正弦波。20

工输出波形具有正负对称电压；

规定

1两路完全相同波形的正弦波，可同时进行频率调节，具有

小于等于90度的相位差；

L显示屏实时显示波形及频率与相差位；

总分50

(1)对显示波形进行放大、缩小、上下移动功能的调节25

提高

(2)具有波形存储功能。25

部分

总分50

B、开关稳压电源

一、设计任务

设计并制作如图所示的开关稳压电源。

1AN

।Io

Q-------O------------।

整流DC-DC

[71=220VAC滤#UlN变换器

VUco

二、设计规定与评分标准

项目重要内容分数

设计方案工方案比较与论证选择；

i理论分析与计算；

设计工电路图及有关软件、硬件设计文献；20

工测试方法与仪器；

制作

1测试数据及测试结果分析。

作品制作作品制作(焊接、结构等)30

总分50

♦最大输出电流/omax>=6A;

♦电压调整率SuW2%；

♦/o从0变到6A时，负载调整率S/W5%(t/2=18V)；

基本♦输出噪声纹波电压峰一峰值U°PPW1V(UO=10V,/。=50

6A);

规定

♦口(2—。(2变换器的效率〃270%(。0=10丫,/0=6人)；

♦具有过流保护功能,动作电流/o<lh)=6.5±0.2A;

总分50

(1)进一步提高电压调整率，使SW0.2%(/o=6A);

(2)进一步提高负载调整率，使SW0.5%)；

(3)进一步提高效率，使］285%(Uo=l0V,/o=6A)；

提高(4)排除过流故障后，电源能自动恢复为正常状态；50

(5)能对输出电压进行键盘设定和步进调整，步进值IV,

部分

同时具有输出电压、电流的测量和数字显示功能。

(6)其他。

总分50

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.UI可通过交流调压器调整。DC-DC变换器（含控制电路）只能由U1N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，规定用带宽不小于

20MHz模拟示波器（AC耦合、扫描速度20ms/div）测量UOPP。

4.本题中电压调整率SU指UI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10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

n=PO/PIN,其中PO=U0IO,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，合理设立测试点。

二、设计规定与评分标准

项目重要内容分数

设计方案工方案比较与论证选择；

』理论分析与计算；

设计工电路图及有关软件、硬件设计文献；20

A测试方法与仪器；

制作

L测试数据及测试结果分析。

作品制作作品制作（焊接、结构等）30

总分50

♦最大输出电流/0mx>=6A；

♦电压调整率S“W2%;

♦从0变到6A时一，负载调整率S/<5%（4=18V）;

基本♦输出噪声纹波电压峰-峰值UOPPW1V（UO=10V,/o=650

A）；

规定

♦DC—DC变换器的效率1270%（Uo=l0V,/°=6A）；

♦具有过流保护功能，动作电流；o<m=6.5±0.2A;

总分50

(7)进一步提高电压调整率，使SuWO.2%(/o=6A)；

(8)进一步提高负载调整率，使S/WO.5%);

(9)进一步提高效率，使忤85%(U0=10V,/o=6A);

提高(10)排除过流故障后，电源能自动恢复为正常状态；50

(11)能对输出电压进行键盘设定和步进调整,步进值IV,

部分

同时具有输出电压、电流的测量和数字显示功能。

(12)其他。

总分50

c、智能小车控制系统

一、设计任务、规定

（-）设计任务

设计一辆具有光电导航功能的智能载物小车,小车可以按规定指定的路线行驶。

（二）任务规定

在指定赛道上从起点2出发，通过现场随机拟定的至少5个十字或丁字路口（涉及左

转、右转或直行）后，进入指定位置的停车位并停好。结束后发出声光提醒。到达停车区后

载物按路线2返回到起点1。

0.5111

Im

5mmax

（三）竞赛条件:

1）智能车平台：可自选，横向宽度不大于赛道宽度，驱动能源为自行选择的电池。

2）比赛场地:地面：水泥地；比赛场地尺寸:5mX3m。

3）竞赛车道宽度:0.5m,赛道两边地面上贴有宽度3cm的红色道路边界，竞赛场地

如图所

示（图示途径仅为赛场可以设立的其中2条，从4个起点之一出发通过5个十字或丁字

路

口，到达停车区的车库位置的途径有很多种，比赛时途径随机拟定）。

4）各参赛队自备路口交通标志（涉及左转、右转或直行各3个）和停车位车库，停车

库的长宽应是智能车长宽的1.5倍。

二、设计规定与评分标准

项目重要内容分数

设计方案工方案比较与论证选择；

A理论分析与计算；

设计工电路图及有关软件、硬件设计文献；20

A测试方法与仪器；

制作

工测试数据及测试结果分析。

作品制作作品制作（焊接、结构等）30

总分50

小车行车路线图1所示，规定控制一辆玩具模型小车从起点2

前进，通过光电智能导航的方式，将小车停入停车场中。具体

规定如下：

1、智能车导航和停车入库方式均要采用光电技术,严禁采用遥

控方式或在竞赛场地自行设立循迹途径。

基本50

2、智能车从起点出发,到达停车位准确进入停车区停车

规定3、进入停车区发出声光信号

4、显示从起点2到停车完毕所用时间

5、小车可以在在车轮及探测器垂直投影点不轧碰库位边线的情

况下将车停正于停车场中；

总分50

小车从停车区荷载重物返回到起点1,按图2路线所示，返回到

起点2。具体规定如下：

1、小车可以在载物、车轮不轧车道边线情况下调转方向前进

2、小车可以在在载物、探测器垂直投影点不轧车道边线情况

提高下返回至起点250

部分3、小车可以在1.5分钟内完毕规定。

4、小车可以显示实时行车速度

5、显小车可以示从停车区到起点1用时间

6、小车可以荷载重物超过L5Kg

总分50

D、多功能滤波器设计

一、设计任务

设计并制作一个多功能滤波器。

二、设计规定与评分标准

项目重要内容分数

设计方案工方案比较与论证选择；

位理论分析与计算；

设计工电路图及有关软件、硬件设计文献；20

工测试方法与仪器；

制作

工测试数据及测试结果分析。

作品制作作品制作（焊接、结构等）30

总分50

1.放大器输入正弦信号电压振幅为10mV,电压增益为20dBo

2.滤波器可设立为带通滤波器，通频带：300Hz--

3.4KIlz,放大器输出无明显失真

基本3.滤波器可设立为低通滤波器，其-3dB截止频率在300Hz

50

规定±50Hz

4.滤波器可设立为高通滤波器,其一3dB截止频率。在3.4

KHz+0.3KHz

5.电压增益与截止频率的误差均不大于10%

总分50

1、提高带通通频带为：1MHz——10MHz

2、低通、高通、带通类型可选择

提高50

3、滤波器可设立为低通滤波器：低通截止频率10MHz

部分

4、滤波器可设立为高通滤波器：高通截止频率1MHz

总分50

E、多功能光伏充电应用系统设计

一、设计任务

设计并制作一个运用太阳能实现多种充电及应用功能的系统，可对多种电器

或电池充电或应急

应用，系统结