TI杯电子设计大赛正式赛题Word格式文档下载.docx

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待UO降至36V以下则恢复恒流输出；

（2）在电源变换器交流输入侧加入功率因数校正电路，使其功率因数不低于0.95；

（3）LED亮度可随环境光线增强而自动降低：

暗环境，负载为10个LED、IO=300mA条件下，环境变亮后IO减小至不大于200mA以下；

（4）具有输出电流的步进调整和测量、显示功能：

步进值10mA，测量精度优于2%；

（5）具有交流侧开机冲击电流和EMI抑制功能；

（6）其他。

三、说明

1.不得采用各种电源产品改制。

整个作品由一路交流电源供电，不得使用任何其它电源为控制电路或驱动环节供电。

电源变换器为隔离型，即交流供电侧与直流输出侧具有电气隔离，但不得再使用工频变压器。

2.制作时考虑测试方便，须合理设置测试点。

10支LED应安装在通用板（或PCB）上，做串联连接，并可方便改变接入个数（10个或5个）。

3.电源变换器效率指直流输出功率与交流输入（U2处）有功功率之比。

4.如果能完成发挥部分

（1），基本要求（5）不必做自然得分。

在做基本要求（5）或发挥部分

（1）测试时，建议使用滑线变阻器作为负载。

在发挥部分（3）中，只需改变对光敏元件的照度，自行设置明、暗两种照度即可。

F题：

无线通信信号分析与测量装置（本科组）

1、任务

设计并制作一个能接收、分析、记录和显示无线电信号特征的通信信号分析与测量装置。

其原理示意图如下：

1、基本要求

（1）信号分析装置能从高频信号发生器获取信号，并自动扫描、捕捉、分析和识别通信信号，载波工作频率范围：

15MHz～25MHz；

（2）自动测量通信信号的输入信号载波频率，测量值的准确度优于5%；

（3）自动判别射频信号的调制方式：

无调制载波信号、AM、FM、ASK、FSK；

（4）用液晶屏显示

（2）和（3）要求的各项参数；

（5）正常识别条件下，接收机灵敏度≤1mV；

（6）高频放大器输入阻抗为50Ω。

2、发挥部分

（1）装置正常工作时，接收机灵敏度优于100µ

V,载波频率测量值的准确度优于1%；

（2）具有键控预置和自动扫描测量通信信号功能，并能够存储、查询测量结果（以时间先后排序，保存不少于5组数据）；

（3）设计制作一个中心频率为20MHz的高频功率放大器，与输岀电阻为50Ω、输岀电压VP≤300mV的高频信号发生器组成发射机。

发射机的负载为50Ω鞭状天线，天线长度不大于１ｍ。

要求高频功率放大器的输岀功率≤20mW（在负载电阻50Ω上）,效率≥40%，在天线间距离≥1ｍ时能实现与接收机的无线正常通信，能够完成基本要求

（2）和（3）；

（4）扩展信号载波频率范围至15MHz～35MHz；

（5）其他。

1.中频频率自选；

2.可选用接收机专用集成电路自行设计与装调，不允许用成品接收机；

3.为便于测量电路的性能指标，应留出相关的测量端口；

4.高频放大器用特性阻抗为50Ω的插座作为信号输入端，高频信号源的输出电阻为50Ω，输出端口为通用标准插座。

测试时需自备，信号源至高频放大器的电缆线及标准插头（50Ω）；

5.AM波调制信号频率0.5～1kHz,调幅度为0.3；

FM波调制信号频率0.5～1kHz,最大频偏20kHz；

ASK波的码元速率为0.5～1kHz；

FSK波的码元速率为0.5～1kHz,两载频差为0.1MHz；

6.测试前应完成整机调整，测试中不允许对整机进行任何手动调节以及软件更改。

分析与识别结果应在显示屏上正确显示。

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

30

实际完成情况

50

发挥部分

完成第

（1）项

6

完成第

（2）项

10

完成第（3）项

20

完成第（4）项

8

完成第（5）项

合计

程控音频OCL功率放大器（C题）

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。

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：

1） 

失真度≤3%时，输出功率P0≥7.5W；

2） 

频率响应为（20~22000）Hz；

3） 

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；

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：

失真度≤10%时，输出功率P0≥6W；

频率响应为（30~10000）Hz；

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。

12V/220V逆变电源（D1题）

一、设计任务

设计一个12V/220V逆变电源的电路。

二、设计要求

用仿真软件对电路进行验证，其满足的要求如下所示：

输入12VDC；

额定输出电压：

Vo=220VAC；

额定输出功率≥200W；

输出有过压保护；

5） 

输入有过压保护和过热保护；

制作一个12V/36V逆变电源的实物，使其完成以下功能：

输入12VDC（可用汽车蓄电池提供）；

Vo=36VAC；

额定输出功率≥30W；

有输入过压保护和过热保护；

单相正弦波变频电源（D2）

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。

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

基本要求

实际完成情况

发挥部分

完成第

（1）项

完成第

（2）项

24

其它

E题：

通用可变增益放大器（本科组）

一、任务

设计、制作一个通用可变增益放大器，放大器的增益可手动数字设置或程控设置，无调节电位器。

该放大器的增益变化范围、信号输入及输出范围、信号有效频段及幅频特性等具有较高的技术经济指标。

（1）放大器的低频及直流最大不失真输入、输出信号幅度不低于±

3V；

（2）放大器的电压增益可设为三档：

0.10—1.00，1.0—10.0，10—100，放大器在同一档位时增益线性度不低于1%，分辨力不低于1%；

（2）增益为100时，在DC—1MHz带宽范围内，输出大信号幅度波动不超过5%；

（3）增益为100时、输入端短路，输出端电压值不超过±

5mV；

（5）输入端阻抗可开关设置为大于10M或50，并有过压保护能力；

（6）放大器输出端阻抗可开关设置为50或0。

8V；

（2）放大器的增益可设为四档：

0.100—1.000，1.00—10.00，10.0—100.0，100.0—1000，放大器在同一档位时线性度不低于0.5%，分辨力不低于0.1%；

（3）增益为1000，在DC—5MHz带宽范围内，输出大信号幅度波动不超过5%；

（4）放大器输出端阻抗为50，外接负载50，在DC—5MHz频段内，大信号输出时波形失真度小于2%；

（5）增益为1000时、输入端短路，输出端电压值不超过±

20mV；

（6）整体电路成本低，电路工艺简单；

（7）其他。

1．工作电源可用成品，也可自制。

2．设计报告正文中应包括系统总体框图，可变增益发生器工作原理，幅度、频段、增益变化区间、器件选择方法，主要的测试结果。

详细电路原理图以附件形式给出。

3．题目中所有技术参数电路原理及器件硬件指标所能保证，需要有分析说明。

设计

报告

主要内容

分数

系统方案

比较与选择

方案描述

4

理论分析与计算

程控放大，程控衰减

幅度范围，频段上限

增益范围，零点误差

电路与程序设计

硬件电路原理图

语言程序设计清单

测试方案与测试结果

测试方案及测试条件

测试结果完整性

测试结果分析

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

总分

基本

部分

完成第