全国大学生电子竞赛练习题

1正弦波功率输出装置一、任务设计并制作一个正弦波功率输出装置。二、要求1、基本要求①输入为单相市电；②输出频率范围为20Hz～100Hz的交流电，输出电压有效值为36V，负载为阻性负载；③输出电压波形应尽量接近正弦波，用示波器观察无明显失真；④当输入电压为198V～242V，负载电流有效值为0.1～2A时，输出电压有效值应保持在36V，误差的绝对值小于5%；⑤具有过流保护(输出电流有效值大于3A时动作)，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设计制作具有测量、显示该装置输出电压、电流、频率和功率的电路，测量误差的绝对值小于5%；③其它。2程控交流电压源1、基本要求（1）单、三相电压均可独立可调，每相输出电压30-150V程控连续可调，步进1V；（2）输出频率200-800Hz程控连续可调，步进1Hz；（3）每相输出功率不小于10W；（4）输出电压精度：±0.5V，输出频率精度：±1Hz；（5）波形失真度：1%；（6）显示电压、频率精确到小数点后一位；（7）通讯方式自选。2、发挥部分（1）三相交流程控电压源输出电压范围：5V-180V；（2）三相交流程控电压源每相输出功率：不小于20W；（3）三相交流程控电压源输出电压精度：±0.1V；（4）其它。3智能搬运小车一、设计任务设计并制作一个能自动搬运货物的智能电动车，其工作示意图如下。图中，左边为停车区、货物存储区A和货物存储区B，并有两个对应的射灯光源；距右边线30cm处共放置3片白色或黑色的薄铁片，铁片之间的距离大于20cm。二、要求1、基本要求（1）智能车从起跑线出发（车体不得超过起跑线），在无障碍物的情况下，可寻找并搬取铁片，按照不同颜色分送不同存储区，即在光源A的引导下将黑色铁片搬运到货物存储区A存放，或在光源B的引导下将白色铁片搬运到存储区B存放（装载方式不限制）。（2）智能车能准确找到铁片的位置。2、提高部分（1）搬运铁片的过程中，一次只允许搬运1片，且必须搬运到存储区域内。（2）要求智能车在8分钟之内能取走全部铁片，并能返回车库，否则就地停车。（3）智能车检测到铁片时能发出声光信息，并实时显示铁片数目。（4）距右边线90cm处设有障碍线，线上任意位置放有两个障碍物，在有障碍物的情况下，完成基本要求（1）、（2）中的相关操作，且不得与障碍物碰撞。（5）停车后，能准确显示智能车全程行驶的时间，显示误差的绝对值应小于10秒。（6）其它。三、说明1、测试时共放置3片铁片，每片的厚度为=2.0mm，面积为2cm×2cm，黑、白铁片的比例任意给定、初始位置任意给定。2、两个障碍物的大小分别为24cm×6cm×12cm和12cm×6cm×12cm，建议用白纸包砖代替。3、示意图中所有粗黑线段宽度均为5cm，制作时可以涂墨或粘黑色胶带。图中的虚线和尺寸标注线不要绘制在白纸上。4、智能车允许用玩具车改装，但不能由人工遥控。5、光源A、B均采用40W~60W射灯，其底部距地面10cm左右，摆放位置如图所示，测试前，射灯的照射方向允许微调。4电信号测量仪一、设计任务设计并制作一台数字显示的多功能电信号测量仪。二、要求1、基本要求（1）频率测量：可测量方波、正弦波；频率：0.1Hz～64KHz,测量误差≤0.1%。（2）幅值测量：可测量方波、正弦波；幅度（峰值）：0.1V～5V；测量误差≤0.1%。（3）采用LED或LCD显示十进制数字，可同时显示幅值和频率。2、提高部分频率和幅值测量：可测量方波、正弦波、锯齿波、三角波。（1）扩展频率测量范围为0.1Hz～4GHz，测量误差≤0.1%（2）扩展幅值（峰值）测量范围为0.1V～10V，测量误差≤0.1%（3）测量误差降低为0.05%。（4）实现6路信号测量。（5）具有校正功能，可带键盘进行频率和幅值的校正。5DC-DC稳压电源一、设计任务设计并制作一个直流稳压电源。二、要求1、基本要求在输入直流电压变化范围+7V~+12V的条件下：（1）第1路输出a.输出电压：+5V/DC，误差的绝对值小于1%。b.最大输出电流：1A。c.电压调整率小于1%（输入电压变化范围+7V~+12V，满载）。d.负载调整率小于1%（输入电压为+9V，负载电流变化范围0.1A~1A）。e.纹波电压（峰-峰值）小于输出电压的0.5%（满载时）。（2）第2路输出a.输出电压：+15V/DC。b.最大输出电流：1A。c.电压调整率小于1%（输入电压变化范围+7V~+12V，满载）。d.负载调整率小于1%（输入电压为+9V，负载电流变化范围0.1A~1A）。e.纹波电压（峰-峰值）小于输出电压的0.5%（满载时）。（3）电路效率大于70%（满载时）。（4）有指示功能2、发挥部分（1）第2路输出a.输出电压：+9V~+15V/DC，连续可调。b.最大输出电流：1A。c.电压调整率小于1%（输入电压变化范围+7V~+12V，满载）。d.负载调整率小于1%（输入电压为+9V，负载电流变化范围0.1A~1A）。e.电路效率大于85%，纹波电压（峰-峰值）小于输出电压的0.2%。（2）增加输出过载（大于1.2A）、输入过压（大于+13V）、欠压（小于+6V）保护功能，并报警指示。（3）有数字指示功能，设计并制作一个输出电压、输出电流的测量电路，并能实时显示测量值，要求测量误差的绝对值小于1%。（4）设计并制作一个电子负载，用于测试上述电源的负载调整率，电子负载恒定电流可设定的范围为0.1A~1.2A，设定值能以0.1A步进。（5）其它。三、说明输出电压、输出电流的测量电路单独供电，计算电路效率时不考虑该测量电路所消耗的功率。6手持数字示波器一、任务设计并制作一台手持数字示波器。示意图如下：衰减放大0.1v1v衰减A/DMCULCDKEY输入信号ACDC电池电源模块GND二、要求1、基本要求（1）示波器为电池供电，便于携带。（2）示波器的屏幕能显示输入信号的曲线及相关的参数。键盘能进行相关参数的调节。屏幕的水平刻度为10Div，垂直刻度为8Div。（3）触发方式：自动。触发边沿：上升。（4）信号电压范围：+/-50V。最高实时取样率：1M点/秒，精度8Bit。（5）模拟频带宽度：0~1MHz。（6）输入阻抗：1MΩ。耦合方式：DC/AC，2、发挥部分（1）示波器显示的曲线可以进行水平、垂直的移动。（2）垂直灵敏度：100mV/Div~5V/Div(按1-2-5方式递进)。（3）水平时基范围：5μs/Div-50mS/Div(按1-2-5方式递进)。（4）增加示波器与PC机的接口，可以把采集的数据上传到PC机，并显示。7程控音频OCL功率放大器一、任务设计一个功率可程控、有输出功率显示的OCL音频功率放大器电路。后级OCL功率放大部分用分立元件制作，供电电源为±15V，输入信号电压幅度为(10~1000)mVrms，负载为为8欧电阻。其结构框图如下图所示。音频功率放大信号源控　制　器键盘功率显示电　源inout8LR二、要求1．基本要求用仿真软件对电路进行验证，使其满足以下要求：失真度≤3%时，输出功率P0≥7.5W；频率响应为(20~22000)Hz；在信号源的幅度和频率固定为某一值时，可以设置输出功率，并实时测量、显示输出功率，显示的输出功率(Ps)与设定功率(Pg)的相对误差3%sggPPP；2．发挥部分制作一个正弦波信号发生器的实物，使其完成以下功能：（1）失真度≤10%时，输出功率P0≥6W；（2）频率响应为(30~10000)Hz；（3）在输入端交流短路接地时，输出端交流信号≤20mVpp；（4）在信号源的幅度和频率固定为某一值时，可以设置输出功率，并实时测量、显示输出功率。三、说明1．设计报告必须包括建模仿真结果，发挥部分可以选作。2．因为有的竞赛题目不易进行建模仿真，参赛者可以针对两道不同题目分别进行建模仿真与实物制作，评分时，仿真结果与实物制作各自的得分相加，作为参赛者的最后总分。此时，只需要提交针对仿真结果的设计报告。8程控高增益选频放大器设计一、任务1.设计一个程控高增益选频放大器。2.自制一个幅度按指数规律衰减的正弦波信号源。二、要求1．基本要求(1)增益：80dB～100dB程控，调整步长：6dB(2)中心频率调整范围：1.3KHz～3.1KHz(3)中心频率调整步长：不大于50Hz(4)通频带宽度：不大于100Hz(5)增益与中心频率程控方法：键盘输入增益（dB）与中心频率（Hz），同时显示之。2．发挥部分(1)增益：有较大改进(大于10dB)(2)中心频率调整步长：1Hz(3)自制信号源——衰减正弦波如下图所示：正弦波频率1KHz～4KHz可调；调整步长1Hz；初始相位为零；幅度按指数规律衰减；手动触发一次发出一个衰减正弦波；衰减到初始幅度的10%需延续时间100ms~1000ms。（4）注意电磁兼容。（5）其它。9信号频谱分析仪一、任务设计并制作一个信号频谱分析仪，其结构可参考如下图。二、要求1．基本要求（1）能对单个连续波形信号进行分析，最高信号频率为10mhz，测频精度不低于1KHz。（2）能对2个连续波形信号进行分析，最高信号频率为10MHz，频率分辨率不低于10KHz（3）能对调幅、调频信号进行分析，信号中心频率可到10MHz，最大带宽可到1MHz，频率分辨率不低于10KHz，（4）可以设置频率分析范围和频率分辨率（5）频谱分析结构用图形在显示器上显示2．发挥部分（1）将最高频率扩展到20MHz，分辨率可达1KHz（2）图形显示器上有可以走动的光标，能显示光标位置的频率和幅度值（3）光标可以跟踪频点极大值，能从一个极大值点跳到另一个极大值点，并显该点频率和幅度（4）光标可以跟踪最大频点，显示该频点频率和幅度（5）可以将该频谱通过DA变换器变换，在示波器上显示。（6）其它三、说明控制和显示不得用PC机实现10直流电子负载一、任务电子负载用于测试直流稳压电源、蓄电池等电源的性能。设计并制作一台电子负载，有恒流和恒压两种方式，可手动切换。恒流方式时要求不论输入电压如何变化（在一定的范围内），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直流电源的电压变化而变化。二、要求1．基本要求（1）负载工作模式：恒压（CV）、恒流（CC）两种模式可选择（2）电压设置及读出范围：1.00V-20.0V（3）电流设置及读出范围：100mA-3.00A（4）显示分辨率及误差：至少具有三位数，相对误差小于5%2．发挥部分（1）增加恒阻模式（CR）模式（2）扩大负载参数的设置及读出范围（3）具有自动过载保护设计三、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）实现原理可参考如下图11双相信号发生器一、任务设计、制作一个双相信号发生器，在特定的频率范围内输出正弦波，信号的幅度和相位差可以程控设置，也可以输出矩形波和方波。作品电路中不得使用任何DAC芯片、DDS芯片或微处理器的DAC功能。数字逻辑系统推荐使用EXCD-1SOC开发板，信号发生器的工作电源可外置。二、要求1．基本要求（1）两路信号均可输出正弦波、方波、矩形波；（2）两路信号输出最大幅度不低于3V，幅度可调，设置分辨率不低于10bit；（3）信号频率范围从9.5kHz到10.5kHz可调，步进值不大于100Hz，频率准确度不低于0.1%；（4）正弦波信号在整个频率设置范围内，波形失真度不大于2%；（5）两路信号的相位差可以在0—359度内可调，设置分辨力不大于1度；（6）矩形波占空比在0.1%—99.9%范围内可调，设置分辨率不低于0.1%；2．发挥部分（1）两路信号输出最大幅度不低于3.5V，幅度可调，设置分辨率不低于12bit；（2）正弦信号频率从8kHz到12kHz变化，信号平坦度优于90%；（3）正弦信号频率从8