A题波形发生器下午第一组.docx

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A题波形发生器下午第一组

2006年吉林省大学生电子设计竞赛试题

参赛注意事项

（1）2006年9月19日8:

00竞赛开始，每支参赛队限定在下列题中任选一题；填写《登记表》，由赛场巡视员暂时保管。

（2）每队严格限制3人，不得中途更换队员；参赛队员必须是有正式学籍的在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（学生证）随时备查。

（3）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队必须回避，对违纪参赛队员取消评审资格，并视情节予以严肃处理。

（4）2006年9月22日晚8：

00竞赛结束，封题。

（5）2006年9月23日早8：

00-9：

00到组委会指定的测试地点交封箱物品。

单相正弦波变频电源（A）

一、任务

设计并制作一个单相正弦波变频电源，输出电压有效值为15～36V可调，最大负载电流有效值为1A，负载为电阻负载。

变频电源框图如下图所示。

显示

二、要求

1.基本要求

（1）输出频率范围为20Hz～100Hz，且输出电压有效值为15V～36V可调的单相交流电；

（2）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；

（3）当输入电压为198V～242V，负载电流有效值为0.5～1A时，输出电压有效值应保持在15V，误差的绝对值小于5%；

（4）具有过流保护（输出电流有效值达1.5A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0.5～1A时，输出电压有效值应保持在15V，误差的绝对值小于2%；

（2）设计制作具有测量、显示该变频电源输出电压、电流、频率和功率的电路，测量误差的绝对值小于5%；

（3）其它。

三、说明

1.不能使用产生SPWM（正弦波脉宽调制）波形的专用芯片；

2.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；可用滑动变阻器或电阻箱模拟负载；

3.输出功率可通过电流、电压的测量值计算。

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

50

实际完成情况

50

发挥部分

完成第

（1）项

20

完成第

（2）项

24

其它

6

2006年吉林省大学生电子设计竞赛试题

参赛注意事项

（1）2006年9月19日8:

00竞赛开始，每支参赛队限定在下列题中任选一题；填写《登记表》，由赛场巡视员暂时保管。

（2）每队严格限制3人，不得中途更换队员；参赛队员必须是有正式学籍的在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（学生证）随时备查。

（3）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队必须回避，对违纪参赛队员取消评审资格，并视情节予以严肃处理。

（4）2006年9月22日晚8：

00竞赛结束，封题。

（5）2006年9月23日早8：

00-9：

00到组委会指定的测试地点交封箱物品。

液体转移监控装置（B）

一、任务

设计并制作一个液体转移监控装置，示意图如下图所示：

放置两个盛水容器，分别为A容器和B容器，A容器盛有足量的水，B容器为空，底部中心挖一个出水圆孔。

从A容器转移水到B容器，使B容器中的水的重量达到预设值，并保持该状态60秒钟。

二、要求

1.基本要求

（1）制作一个数显装置，当系统开始执行抽水任务时，能实时显示B容器中水的重量和任务执行时间，任务结束后，计时停止；

（2）通过键盘任意设定转移到B容器中的水的重量，设定范围为500克～1000克，调整时间范围为≤3分钟；

（3）B容器中的水达到预设值后，保持该状态60秒钟。

要求能发出短暂的声音提示信号；

（4）控制误差范围为

10克。

2.发挥部分

设计并制作一个主站监控系统。

（1）主站能预设应转移到B容器中水的重量值，并控制系统运行；

（2）B容器中的水临近溢出时启动报警，并停止系统运行；

（3）主站能实时显示B容器中水的重量变化曲线；

（4）其它。

三、说明

1.控制泵类型及水的重量的测量方法不限，其装置安装位置及安装方式自定；

2.A容器大小不限，能够装入足够的水即可，B容器为3.3升矿泉水桶；

3.B容器底部中心制作一个直径≥3毫米的圆孔；

4.现场控制不能用系统机；水的重量预设值由评委当场给出。

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。

50

实际制作完成情况

50

发挥部分

完成第

（1）项

10

完成第

（2）项

5

完成第（3）项

25

其它

10

2006年吉林省大学生电子设计竞赛试题

参赛注意事项

（1）2006年9月19日8:

00竞赛开始，每支参赛队限定在下列题中任选一题；填写《登记表》，由赛场巡视员暂时保管。

（2）每队严格限制3人，不得中途更换队员；参赛队员必须是有正式学籍的在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（学生证）随时备查。

（3）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队必须回避，对违纪参赛队员取消评审资格，并视情节予以严肃处理。

（4）2006年9月22日晚8：

00竞赛结束，封题。

（5）2006年9月23日早8：

00-9：

00到组委会指定的测试地点交封箱物品。

简易智能液体加注装置（C）

一、任务

设计并制作一个简易智能液体加注装置，其参考结构示意图如下，水杯可用纸杯。

二、要求

1.基本要求

（1）从A号杯开始，依次向A、B、C、D、E、F号纸杯内加注水，使纸杯中的水达到指定量；

（2）纸杯中水的多少由键盘输入，范围为0～20ml，误差不大于0.1ml；

（3）在不同纸杯内的水量应不同；

（4）加注完成后小车回到A号杯位置，并给出声光报警。

2.发挥部分

（1）当原纸杯中有水且水量少于设定的量时，则只加入所缺少的部分；

（2）当原纸杯中有水且水量大于设定的量时，则从纸杯中把多余的水抽走；

（3）当水桶中的水量过少时（高度小于0.5cm），能够给出报警；

（4）其它。

三、说明

1.题图仅供参考，可以不采用天桥、天车的形式，只要能完成液体加注即可。

2.容器可不采用纸杯，但容积必须足够，以使加液量能达到20ml。

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

50

实际完成情况

50

发挥部分

完成第

（1）项

15

完成第

（2）项

15

完成第（3）项

5

其它，每多加一种功能加5分，最高不超过15分

15

2006年吉林省大学生电子设计竞赛试题

参赛注意事项

（1）2006年9月19日8:

00竞赛开始，每支参赛队限定在下列题中任选一题；填写《登记表》，由赛场巡视员暂时保管。

（2）每队严格限制3人，不得中途更换队员；参赛队员必须是有正式学籍的在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（学生证）随时备查。

（3）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队必须回避，对违纪参赛队员取消评审资格，并视情节予以严肃处理。

（4）2006年9月22日晚8：

00竞赛结束，封题。

（5）2006年9月23日早8：

00-9：

00到组委会指定的测试地点交封箱物品。

便携式气象仪（D）

一、任务

设计并制作一个便携式气象检测仪（包括测量装置和接收装置，通过无线方式通信）。

二、要求

1.基本要求

（1）测量并显示风向、风速、温度、湿度、气压等基本气象要素。

（2）提供测试点的位置（经纬度、海拔高度），时间参数。

（3）范围及精度：

温度范围：

-40～60℃（测量精度在20℃时为±0.2℃）；

相对湿度：

0～100%（测量精度在20℃时为±1%）；

风向风速：

0.4～75m/s（测量精度为±0.17m/s）；

气压：

95～105kpa（测量精度为±0.1kpa）。

2.发挥部分

（1）采用GSM短信模式传输当时的天气实况数据和报文。

接收装置发出请求测量的命令，测量装置回复各项参数。

（2）接受装置可定时、手动查询当前及历史记录，具备打印功能。

（3）尽量减少测量功耗。

（4）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

实际制作完成情况

50

发挥部分

完成

（1）项

25

完成

（2）项

15

完成（3）项

5

其它

5

2006年吉林省大学生电子设计竞赛试题

参赛注意事项

（1）2006年9月19日8:

00竞赛开始，每支参赛队限定在下列题中任选一题；填写《登记表》，由赛场巡视员暂时保管。

（2）每队严格限制3人，不得中途更换队员；参赛队员必须是有正式学籍的在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（学生证）随时备查。

（3）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队必须回避，对违纪参赛队员取消评审资格，并视情节予以严肃处理。

（4）2006年9月22日晚8：

00竞赛结束，封题。

（5）2006年9月23日早8：

00-9：

00到组委会指定的测试地点交封箱物品。

程控高增益选频放大器设计（E）

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。

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

发挥部分

完成

（1）项

6

完成

（2）项

6

完成（3）项

25

完成（4）项

5

其它

8

2006年吉林省大学生电子设计竞赛试题

参赛注意事项

（1）2006年9月19日8:

00竞赛开始，每支参赛队限定在下列题中任选一题；填写《登记表》，由赛场巡视员暂时保管。

（2）每队严格限制3人，不得中途更换队员；参赛队员必须是有正式学籍的在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（学生证）随时备查。

（3）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队必须回避，对违纪参赛队员取消评审资格，并视情节予以严肃处理。

（4）2006年9月22日晚8：

00竞赛结束，封题。

（5）2006年9月23日早8：

00-9：

00到组委会指定的测试地点交封箱物品。

简易无线竞赛系统（F）

一、任务

为幼儿园小朋友设计一套训练十以内加、减法的无线竞赛系统，该系统包括两大部分，如下图所示：

第一部分为无线竞赛手持器：

无线竞赛手持器是可以发射0到9数字的手持装置，其用途是小朋友用它发送计算结果。

第二部分为无线竞赛控制器：

无线竞赛控制器是一台能接收（小朋友们的）无线竞赛手持器发射的无线信号的计算机，它的主要功能有以下三点：

1.在计算机屏幕上随机产生十以内加、减法题目（供小朋友们计算）。

2.接收小朋友们用无线竞赛控制器发送的计算结果。

3.对小朋友们用无线竞赛手持器发送的结果进行判定（正确或错误）。

多次计算后，对每个小朋友的对错情况进行统计，并在计算机屏幕上显示。

二、要求

1.基本要求

（1）完成无线竞赛手持器。

要求用电池供电，至少应有0到9十个数字键，发射的无线信号有效距离不小于10米。

至少完成两台无线竞赛手持器。

（2）设计无线竞赛控制器和无线竞赛手持器之间的通信协议，并求出在该协议下无线竞赛控制器最多能与多少台无线竞赛手持器进行通信。

（3）完成无线竞赛控制器。

要求如下：

a．能与无线竞赛手持器进行通信；

b．能在计算机屏幕上随机产生十以内加、减法题目。

十个题目为一组，题目与题目之间的时间间隔可在1到10秒内调节；

c．能正确判定小朋友们的计算结果。

2.发挥部分

（1）无线竞赛控制器能记录每个小朋友每一道题的答辩情况并列表显示；

（2）系统增加抢答功能，无线竞赛手持器增加一个抢答键，无线竞赛控制器能快速响应第一个按下抢答键的小朋友，并能在计算机屏幕上显示该小朋友的无线竞赛手持器的号码；

（3）无线竞赛控制器能统计出每个小朋友每组题目的平均响应时间；

（4）其它。

三、典型用法说明

设有十个小朋友，每人手中一台无线竞赛控制器，无线竞赛控制器的计算机每隔十秒钟随机产生一道十以内的加、减法题目，小朋友每人用手中的无线竞赛手持器发送计算结果。

十道题后，计算机把每个小朋友的计算结果统计情况显示在屏幕上。

四、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

5

完成第

（2）项

15

完成第（3）项

20

其它

10

2006年吉林省大学生电子设计竞赛试题

参赛注意事项

（1）2006年9月19日8:

00竞赛开始，每支参赛队限定在下列题中任选一题；填写《登记表》，由赛场巡视员暂时保管。

（2）每队严格限制3人，不得中途更换队员；参赛队员必须是有正式学籍的在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（学生证）随时备查。

（3）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队必须回避，对违纪参赛队员取消评审资格，并视情节予以严肃处理。

（4）2006年9月22日晚8：

00竞赛结束，封题。

（5）2006年9月23日早8：

00-9：

00到组委会指定的测试地点交封箱物品。

射频功率放大器（G）

一、任务

（1）设计一个射频功率放大器。

（2）可采用分立元件也可采用相应的射频模块。

（3）功率控制部分可采用连续调整也可采用分档，但必须包含在电路设计中，而不能采用在功率输入或输出端加现成的可变衰耗器的方式完成。

（4）上交成果时应包括电源部分。

二、要求

1.基本要求

（1）频率范围：

100MHz～1000MHz之间任选一频点。

（2）放大器输出功率：

Pmax≥1W。

（3）输入信号不变时，输出功率可调，可调范围≥20dB。

调整方式可以为连续，也可为分档，当采用分档方式时，必须分为4档以上。

（4）放大器的3dB带宽≥5MHz。

（5）放大器的输出特性阻抗：

50欧姆（或75欧姆）。

2.发挥部分

（1）设计一个与上述放大器相对应的信号源。

信号源最好应为VCO形式，以便于调制信号的加入。

（2）用音频信号对信号源进行频率调制并接入功率放大器后，可通过无线接收或相关仪器将调制信号还原。

三、说明

考虑到各类高频仪表的功能限制，相关的功能测试既可采用开路方式，也可采用闭路加衰耗器模拟空间传播方式进行。

四、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

实际完成情况（包括频率，功率，带宽等指标）

50

发挥部分

信号源完成情况

25

音频信号的FM调制功能

20

其它

5

2006年吉林省大学生电子设计竞赛试题

参赛注意事项

（1）2006年9月19日8:

00竞赛开始，每支参赛队限定在下列题中任选一题；填写《登记表》，由赛场巡视员暂时保管。

（2）每队严格限制3人，不得中途更换队员；参赛队员必须是有正式学籍的在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（学生证）随时备查。

（3）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队必须回避，对违纪参赛队员取消评审资格，并视情节予以严肃处理。

（4）2006年9月22日晚8：

00竞赛结束，封题。

（5）2006年9月23日早8：

00-9：

00到组委会指定的测试地点交封箱物品。

三角波斜率测量仪（H）

一、任务

（1）设计占空比可调（即图2中AO/AB可调）的三角波发生器，作为三角波测量仪的信号输入。

（2）设计三角波测量电路，能够完成三角波幅度、频率、斜率的测量。

（3）设计显示电路，能够完成波形和测量数据的显示。

（4）能够测量由外部信号发生器产生的任意波形。

系统框图见图1所示。

外接信号发生器

示波器

图1

二、要求

1．基本要求

（1）自行设计三角波发生器电路。

要求频率、占空比、幅度连续可调。

变化范围要求如下：

频率范围10KHz～100KHz；

占空比范围（即图2中AO/OB）30％～60％；

幅度范围（即图2中OC）0.5V到4V。

（2）三角波幅度测试：

要求测试电路完成三角波幅度的测量并显示出测量结果。

测量误差不大于10%；

（3）三角波频率测试:

要求测试电路完成三角波频率的测量并显示出测量结果。

测量误差不大于10%；

（4）三角波斜率测试:

要求测试电路完成三角波斜率的测量（即CO/AO）并显示出测量结果。

测量误差不大于10%。

2．发挥部分

（1）三角波发生器电路的频率范围可以扩展到1KHz～300KHz；

占空比变化范围（即图2中AO/OB）可以扩展到20％～80％。

（2）将三角波测量电路的频率误差减小到不大于5%；

（3）将三角波测量电路的斜率误差减小到不大于5%；

（4）将三角波测量电路的幅度误差减小到不大于5%；

（5）可测量其它波形及相应参数。

三、说明

三角波测量电路与三角波发生电路的连接只允许存在信号线与地线，不允许在两个模块之间存在其他连线。

四、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

实际完成情况

50

发挥部分

完成第

（1）项

15

完成第

（2）项

10

完成第（3）项

10

完成第（4）项

10

完成第（5）项

5

2006年吉林省大学生电子设计竞赛试题

参赛注意事项

（1）2006年9月19日8:

00竞赛开始，每支参赛队限定在下列题中任选一题；填写《登记表》，由赛场巡视员暂时保管。

（2）每队严格限制3人，不得中途更换队员；参赛队员必须是有正式学籍的在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（学生证）随时备查。

（3）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队必须回避，对违纪参赛队员取消评审资格，并视情节予以严肃处理。

（4）2006年9月22日晚8：

00竞赛结束，封题。

（5）2006年9月23日早8：

00-9：

00到组委会指定的测试地点交封箱物品。

温度及水位控制系统（I）

（本题目可用于高职高专学生选用，本科生不能选用）

一、任务

设计并制作温度及水温自动控制系统。

控制对象为能盛1升水的容器。

二、要求

1.基本要求

（1）温度设定范围为40℃～90℃，最小区分度为1℃，标准温差≤1℃。

（2）环境温度降低时（例如用电风扇或加入冷水降温）温度控制的静态误差≤1℃。

（3）用十进制数码显示水的实际温度。

（4）水温采用发光二极管以光柱形式和数码形式显示。

（5）当水温低于设定水位时，能自动补水，防止烧干而损坏电热管。

2.发挥部分

（1）采用适当的控制方式，当设定温度突变（由40℃提高到60℃）时，减少系统的调节时间和超调量。

（2）温度控制的静态误差≤0.5℃。

（3）在设定温度发生突变（由40℃提高到60℃）时，自动打印水温随时间变化的曲线。

（4）采用两根导线来同时测量水温度与水位。

三、说明

1.控制水温可以在一定范围内人工设定，并能在环境温度降低时实现自动调整，以保持设定的温度基本保持不变。

2.加热器可用500瓦～1000瓦电炉或电热管（自行选配）。

3.水位控制可以采用小型水泵、电磁阀以及外加容器补水和蓄水。

4.测量水温时只要求在容器内任意设置一个测试点。

四、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

10

完成第

（2）项

10

完成第（3）项

10

完成第（4）项

10

其它（特色与创新）

10