2010协和学院电子竞赛题目

2010年福建师范大学协和学院（第一届）电子设计竞赛试题PAGEPAGE11A题简易数字集成电路参数测试仪一、任务：设计制作一个74系列中小规模数字集成电路参数测试仪。二、要求：1、基本要求：1）能对74系列中小规模数字集成电路的VIH(min)、VIL(max)、VOH、VOL、IIL、IOL等参数指标进行单项自动测试。2）测量参数项目及指标要求（VCC=5V）：A、VIH(min)、VOH测量范围为0～5V，误差<1%读数1个字；B、VIL(max)、VOL测量范围为0～1V，误差<1%读数1个字；C、IIL（短路电流），IOL（RL=300Ω）测量范围为0～20mA，误差<1%读数1个字；3）测试项目有对应的指示。2、发挥部分：1）能连续自动循环测量，并显示；2）能有选择地调阅最后一次测量的 任一项参数；3）能设置集成电路参数标准值，并判断所测参数是否达标；4）采用示波器作为显示器，测试数字集成电路的电压传输特性，能显示完整的传输特性曲线；从屏幕上读出的指标（如输出高、低电平和开、关门电平）要求精度优于20%；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发挥部分完成第(1)项15完成第(2)项5完成第(3)项5完成第(4)项20特色与创新5三、评分标准四、说明1、为了制作测试方便，规定7404作为被测IC；2、标准高、低电平值为：VOH=2.4V、VOL=0.4V、VIH=2.0V、VIL=0.8V。B题简易数控直流电源一、任务设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。其原理示意图如下：二、要求基本要求输出电压：范围0～＋9.9V，步进0.1V，纹波不大于10mV；输出电流：500mA；输出电压值由数码管或LCD显示；由“＋”、“－”两键分别控制输出电压步进增减；为实现上述几部件工作，自制一稳压直流电源，输出±15V，＋5V。发挥部分输出电压可预置在0～9.9V之间的任意一个值；用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V不变）；扩展输出电压种类（比如三角波等）。三、评分标准项目得分基本要求方案设计与论证、理论计算与分析、电路图30实际完成情况50总结报告20发挥部分完成第一项5完成第二项15完成第三项20特色与创新10C题简易无线电遥控系统一、任务设计并制作无线电遥控发射机和接收机。1．无线电遥控发射机2．无线电遥控接收机二、要求1．基本要求（1）工作频率：任选一种频率。（2）调制方式：AM、FM或FSK……任选一种。（3）输出功率：不大于20mW（在标准75Ω假负载上）。（4）遥控对象：8个，被控设备用LED分别代替，LED发光表示工作。（5）接收机距离发射机不小于10m。2．发挥部分（1）8路设备中的一路为电灯，用指令遥控电灯亮度，亮度分为8级并用数码管或LCD显示级数。（2）在一定发射功率下（不大于20mW），尽量增大接收距离。（3）增加信道抗干扰措施。（4）尽量降低电源功耗，遥控端采用两节1.5V电池。注：不能采用现成的收、发信整机电路。三、评分意见项目得分基本要求设计与总结报告：方案设计与论证，理论计算与分析，电路图，测试方法与数据，结果分析50实际制作完成情况50发挥部分完成第（1）项12完成第（2）项8完成第（3）项5完成第（4）项5特色与创新20D题电压控制振荡器一．任务设计并制作一个电压控制振荡器（VCO）二．要求1．基本要求（1）VCO部分A输出频率范围100Hz~10KHz。B输出频率稳定度小于10-2。C可变输出幅度Vpp=1V~5V，步距0.2V。D可变频率步进，步距为100Hz±10Hz。E产生的波形为方波（2）频率步进数字显示。（3）电压数字显示精度（峰-峰值）不低于10%。2.发挥部分(1)扩大输出频率范围。(2)幅度步距≦0.1V。(3)频率步距≦10Hz.±1Hz(4)其它。三．评分标准项目得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发挥部分完成第(1)项15完成第(2)项15完成第(3)项15其它5总分50E题可循迹复现的智能电动小车一、任务设计并制作一个智能电动小车，小车可识别地上黑色轨迹线，实现循迹行走。二、要求1．基本要求（1）黑色轨迹线线宽不超过2cm（2）轨迹线最小转弯半径不小于25cm（3）评审测试使用一长度近10米的黑色轨迹曲线，沿该曲线行走时，每处转折均有计分，错过者不得分（4）所有转折均顺利完成者将按时间分等级给分，最短时间完成者分数最高2．发挥部分小车可重现所走过的轨迹小车能记录循迹行走轨迹，可倒退复现与正向复现，轨迹形状与原轨迹基本一致。记录轨迹长度越长越好，不少于10米。三、评分标准项目得分基本要求设计与总结报告：方案设计与论证，理论分析与计算，电路图，测试方法与数据，对测试结果的分析50实际制作完成情况50发挥部分正向重现小车所走过的轨迹20反向重现小车所走过的轨迹10记录轨迹长度少于10米10特色与创新10F题无线供电的LED照明系统一、任务设计并制作一个无线供电的LED照明系统，无线供电的LED照明系统包括一个能量发送模块和LED照明模块。LED照明模块包括一个带能量接收单元，LED照明模块的供电来自能量发送模块，该两个模块之间没有任何导线连接，电能的传输通过感应线圈，由能量发送模块以无线方式传输给LED照明模块。其中，能量发送单元采用12V的直流电供电，LED照明模块包括5个白光LED（每个LED的平均电流为10mA）。其系统框图如图1所示。能量发送模块能量发送模块LED照明模块直流稳压电源图1无线供电的LED照明系统构成框图二、要求1、基本要求实行电能的无线传输，通过无线供电方式使LED照明模块正常发光（每个LED的平均电流大于5mA）；在LED照明模块实现正常亮度时（5个白光LED，每个LED的平均电流为10mA），发射距离10mm的情况下，能量发射模块的功率小于5W（DC12V供电）；能量发射模块显示实时发射机功耗。2、发挥部分在基本要求（2）的情况下，尽可能增大无线传输距离（发送和接收间感应线圈的距离）；在LED照明模块上加装光敏电阻，实时测量LED照明模块周围的光强，当光强较强时，通过感应线圈将光强数据传输给能量发送模块，让能量发送模块进入省电状态，此时能量发射模块的平均功率小于600mW；其它。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实际完成情况50发挥部分完成第（1）项20完成第（2）项20其它10四、说明用于电能传输的线圈需要自制，可以用漆包线自行在易拉罐瓶上绕制。G题无线传输系统一、任务设计制作一套混合信号无线传输装置。该装置由发射机与接收机组成，其方框图参见图1。接收机可以收到发射机送来的信号，并具有显示功能。无线收发无线收发调制解调编解码部分控制信号输入部分无线收发输出部分调制解调编解码部分控制端受控端图1无线信号传输系统方框图装置中调制方式自由选定。可使用专用数据收发芯片，但不得使用现成的收发模块。二、要求1．基本要求（1）点对点（发射机与接收机）无线传输方式。（2）载波频率范围在40—50MHz之间。（3）传输距离达5米。（4）发射功率小于20mW。（5）传输模拟信号：单一正弦电压信号1—4kHz送达接收端，并能监听到相应声调。（6）传输数字信号：温湿度数据，误差±2℃，送达接收端，并显示采集到的温湿度数据。2．发挥部分（1）能识别所接收的正弦信号频率并正确显示频率值。（2）输入连续可调电压Vpp=1—3V的正弦信号，接收端的信号波形不失真且幅度基本恒定。（3）接收机与发射机距离15米以上。（4）改变输入信号频率1—4kHz时，接收到的正弦信号波形无明显失真。（5）其他。三、说明1、允许手动切换模拟信号输入或数字信号输入模式。2、接收及发射电路不能采用现成的专用无线模块。3、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。四、评分标准设计报告项目主要内容满分系统方案无线信号传输系统总体方案设计6理论分析与计算系统编解码类型方案数据校验方案的选择发射机电路分析接收机电路分析9电路与程序设计总体电路图信号收发装置工作流程图19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8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8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10其他5总分50H题低频低噪声高增益放大器一、任务设计并制作一个低频低噪声高增益放大器。二、要求1． 基本要求（1） 放大器A． 电压放大倍数200~2000倍，放大倍数可预置步进（间隔不大于200倍，并有数字显示。B． 通频带3kHz~5kHz。C． 放大倍数为2000倍时，测得输出噪声电压峰—峰值等效到输入端小于800nV。D．最大不失真输出幅度不小于8V。E． 输入电阻不 小于1kΩ，输出电阻不大于20Ω。（2） 自制供电电源。单相交流220伏电压供电。（3） 电源波动±10%时可正常工作。（4） 自制适合于本放大器测试用的信号源。2． 发挥部分（1）