安联锐士 命题.docx
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安联锐士 命题.docx
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安联锐士命题
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2013年第七届“安联锐视”杯暨全国大学生电子设计选拔赛试题
正弦信号发生器(A题)
一、任务
设计制作一个正弦信号发生器。
二、要求
1、基本要求
(1)正弦波输出频率范围:
1kHz~10MHz;
(2)具有频率设置功能,频率步进:
100Hz;
(3)输出信号频率稳定度:
优于10-4;
(4)输出电压幅度:
在
负载电阻上的电压峰-峰值Vopp≥1V;
(5)失真度:
用示波器观察时无明显失真。
2、发挥部分
在完成基本要求任务的基础上,增加如下功能:
(1)增加输出电压幅度:
在频率范围内
负载电阻上正弦信号输出电压的峰-峰值Vopp=6V±1V;
(2)产生模拟幅度调制(AM)信号:
在1MHz~10MHz范围内调制度ma可在10%~100%之间程控调节,步进量10%,正弦调制信号频率为1kHz,调制信号自行产生;
(3)产生模拟频率调制(FM)信号:
在100kHz~10MHz频率范围内产生10kHz最大频偏,且最大频偏可分为5kHz/10kHz二级程控调节,正弦调制信号频率为1kHz,调制信号自行产生;
(4)产生二进制PSK、ASK信号:
在100kHz固定频率载波进行二进制键控,二进制基带序列码速率固定为10kbps,二进制基带序列信号自行产生;
(5)其他。
三、评分标准
项目
满分
基本要求
设计与总结报告:
方案比较,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
12
完成第
(2)项
10
完成第(3)项
13
完成第(4)项
10
其他
5
宽带放大器(B题)
一、任务
设计并制作一个宽带放大器。
二、要求
1、基本要求
(1)输入阻抗≥1kΩ;单端输入,单端输出;放大器负载电阻
。
(2)3dB通频带10kHz~6MHz,在20kHz~5MHz频带内增益起伏≤1dB。
(3)最大增益≥40dB,增益调节范围10dB~40dB(增益值6级可调,步进间隔6dB,增益预置值与实测值误差的绝对值≤2dB),需显示预置增益值。
(4)最大输出电压有效值≥3V,数字显示输出正弦电压有效值。
(5)自制放大器所需的稳压电源。
2、发挥部分
(1)最大输出电压有效值≥6V。
(2)最大增益≥58dB(3dB通频带10kHz~6MHz,在20kHz~5MHz频带内增益起伏≤1dB),增益调节范围10dB~58dB(增益值9级可调,步进间隔6dB,增益预置值与实测值误差的绝对值≤2dB),需显示预置增益值。
(3)增加自动增益控制(AGC)功能,AGC范围≥20dB,在AGC稳定范围内输出电压有效值应稳定在4.5V≤Vo≤5.5V内(详见说明4)。
(4)输出噪声电压峰-峰值VoN≤0.5V。
(5)进一步扩展通频带、提高增益、提高输出电压幅度、扩大AGC范围、减小增益调节步进间隔。
(6)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
10
完成第
(2)项
12
完成第(3)项
7
完成第(4)项
2
完成第(5)项
16
其它
3
四、说明
1、基本要求部分第(3)项和发挥部分第
(2)项的增益步进级数对照表如下:
增益步进级数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
预置增益值(dB)
10
16
22
28
34
40
46
52
58
2、发挥部分第(4)项的测试条件为:
输入交流短路,增益为58dB。
3、宽带放大器幅频特性测试框图如下图所示:
示波器/电压表
信号源
宽带放大器
4、AGC电路常用在接收机的中频或视频放大器中,其作用是当输入信号较强时,使放大器增益自动降低;当信号较弱时,又使其增益自动增高,从而保证在AGC作用范围内输出电压的均匀性,故AGC电路实质是一个负反馈电路。
发挥部分第(4)项中涉及到的AGC功能的放大器的折线化传输特性示意图如下所示;本题定义:
AGC范围=
(dB);要求输出电压有效值稳定在4.5V≤Vo≤5.5V范围内,即VoL≥4.5V、VoH≤5.5V。
开关稳压电源(C题)
一、任务
设计并制作如图1所示的开关稳压电源。
图1电源框图
二、要求
在电阻负载条件下,使电源满足下述要求:
1.基本要求
(1)输出电压UO可调范围:
30V~36V;
(2)最大输出电流IOmax:
2A;
(3)U2从15V变到21V时,电压调整率SU≤2%(IO=2A);
(4)IO从0变到2A时,负载调整率SI≤5%(U2=18V);
(5)输出噪声纹波电压峰-峰值UOPP≤1V(U2=18V,UO=36V,IO=2A);
(6)DC-DC变换器的效率
≥70%(U2=18V,UO=36V,IO=2A);
(7)具有过流保护功能,动作电流IO(th)=2.5±0.2A;
2.发挥部分
(1)进一步提高电压调整率,使SU≤0.2%(IO=2A);
(2)进一步提高负载调整率,使SI≤0.5%(U2=18V);
(3)进一步提高效率,使
≥85%(U2=18V,UO=36V,IO=2A);
(4)排除过流故障后,电源能自动恢复为正常状态;
(5)能对输出电压进行键盘设定和步进调整,步进值1V,同时具有输出电压、电流的测量和数字显示功能。
(6)其他。
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)U2可通过交流调压器改变U1来调整。
DC-DC变换器(含控制电路)只能由UIN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,要求用带宽不小于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U2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IO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=PO/PIN,其中PO=UOIO,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,合理设置测试点(参考图1)。
(7)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、重要的源程序和完整的测试结果用附件给出。
四、评分标准
项目
应包括的主要内容或考核要点
满分
设计
报告
方案论证
DC-DC主回路拓扑;控制方法及实现方案;提高效率的方法及实现方案
8
电路设计
与参数计算
主回路器件的选择及参数计算;控制电路设计与参数计算;效率的分析及计算;保护电路设计与参数计算;数字设定及显示电路的设计
20
测试方法与数据
测试方法;测试仪器;测试数据
(着重考查方法和仪器选择的正确性以及数据是否全面、准确)
10
测试结果分析
与设计指标进行比较,分析产生偏差的原因,并提出改进方法
5
电路图及设计文件
重点考查完整性、规范性
7
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
10
完成第(3)项
15
完成第(4)项
4
完成第(5)项
6
其他
5
总分
50
简易逻辑分析仪(D题)
一、任务
设计并制作一个8路数字信号发生器与简易逻辑分析仪,其结构框图如图1所示:
二、要求
1、基本要求
(1)制作数字信号发生器
能产生8路可预置的循环移位逻辑信号序列,输出信号为TTL电平,序列时钟频率为100Hz,并能够重复输出。
逻辑信号序列示例如图2所示。
(2)制作简易逻辑分析仪
a.具有采集8路逻辑信号的功能,并可设置单级触发字。
信号采集的触发条件为各路被测信号电平与触发字所设定的逻辑状态相同。
在满足触发条件时,能对被测信号进行一次采集、存储。
b.能利用模拟示波器清晰稳定地显示所采集到的8路信号波形,并显示触发点位置。
c.8位输入电路的输入阻抗大于50kΩ,其逻辑信号门限电压可在0.25~4V范围内按16级变化,以适应各种输入信号的逻辑电平。
d.每通道的存储深度为20bit。
图2重复输出循环移位逻辑序列00000101
2.发挥部分
(1)能在示波器上显示可移动的时间标志线,并采用LED或其它方式显示时间标志线所对应时刻的8路输入信号逻辑状态。
(2)简易逻辑分析仪应具备3级逻辑状态分析触发功能,即当连续依次捕捉到设定的3个触发字时,开始对被测信号进行一次采集、存储与显示,并显示触发点位置。
3级触发字可任意设定(例如:
在8路信号中指定连续依次捕捉到两路信号11、01、00作为三级触发状态字)。
(3)触发位置可调(即可选择显示触发前、后所保存的逻辑状态字数)。
(4)其它(如增加存储深度后分页显示等)。
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
完成第
(1)项
18
完成第
(2)项
18
完成第(3)项
5
其它
9
四、说明
1、系统结构框图中的跳接线必须采取可灵活改变的接插方式。
2、数字信号的采集时钟可采用来自数字信号发生器的时钟脉冲clock。
3、测试开始后,参赛者不能对示波器进行任何调整操作。
4、题中涉及的“字”均为多位逻辑状态。
如图2中纵向第一个字为一个8位逻辑状态字(00000101),而发挥部分中的3级触发字为2位逻辑状态。
简易智能电动车(E题)
一、任务
设计并制作一个简易智能电动车,其行驶路线示意图如下:
二、要求
1、基本要求
(1)电动车从起跑线出发(车体不得超过起跑线),沿引导线到达B点。
在“直道区”铺设的白纸下沿引导线埋有1~3块宽度为15cm、长度不等的薄铁片。
电动车检测到薄铁片时需立即发出声光指示信息,并实时存储、显示在“直道区”检测到的薄铁片数目。
(2)电动车到达B点以后进入“弯道区”,沿圆弧引导线到达C点(也可脱离圆弧引导线到达C点)。
C点下埋有边长为15cm的正方形薄铁片,要求电动车到达C点检测到薄铁片后在C点处停车5秒,停车期间发出断续的声光信息。
(3)电动车在光源的引导下,通过障碍区进入停车区并到达车库。
电动车必须在两个障碍物之间通过且不得与其接触。
(4)电动车完成上述任务后应立即停车,但全程行驶时间不能大于90秒,行驶时间达到90秒时必须立即自动停车。
2、发挥部分
(1)电动车在“直道区”行驶过程中,存储并显示每个薄铁片(中心线)至起跑线间的距离。
(2)电动车进入停车区域后,能进一步准确驶入车库中,要求电动车的车身完全进入车库。
(3)停车后,能准确显示电动车全程行驶时间。
(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
实际完成情况
50
发挥部分
完成第
(1)项
15
完成第
(2)项
17
完成第(3)项
8
其它
10
四、说明
1、跑道上面铺设白纸,薄铁片置于纸下,铁片厚度为0.5~1.0mm。
2、跑道边线宽度5cm,引导线宽度2cm,可以涂墨或粘黑色胶带。
示意图中的虚线和尺寸标注线不要绘制在白纸上。
3、障碍物1、2可由包有白纸的砖组成,其长、宽、高约为50cm
12cm
6cm,两个障碍物分别放置在障碍区两侧的任意位置。
4、电动车允许用玩具车改装,但不能由人工遥控,其外围尺寸(含车体上附加装置)的限制为:
长度≤35cm,宽度≤15cm。
5、光源采用200W白炽灯,白炽灯泡底部距地面20cm,其位置如图所示。
6、要求在电动车顶部明显标出电动车的中心点位置,即横向与纵向两条中心线的交点。
液体点滴速度监控装置(F题)
一、任务
设计并制作一个液体点滴速度监测与控制装置,示意图如右图所示。
二、要求
1、基本要求
(1)在滴斗处检测点滴速度,并制作一个数显装置,能动态显示点滴速度(滴/分)。
(2)通过改变h2控制点滴速度,如右图所示;也可以通过控制输液软管夹头的松紧等其它方式来控制点滴速度。
点滴速度可用键盘设定并显示,设定范围为20~150(滴/分),控制误差范围为设定值
10%
1滴。
(3)调整时间≤3分钟(从改变设定值起到点滴速度基本稳定,能人工读出数据为止)。
(4)当h1降到警戒值(2~3cm)时,能发出报警信号。
2、发挥部分
设计并制作一个由主站控制16个从站的有线监控系统。
16个从站中,只有一个从站是按基本要求制作
的一套点滴速度监控装置,其它从站为模拟从站(仅要求制作一个模拟从站)。
(1)主站功能:
a.具有定点和巡回检测两种方式。
b.可显示从站传输过来的从站号和点滴速度。
c.在巡回检测时,主站能任意设定要查询的从站数量、从站号和各从站的点滴速度。
d.收到从站发来的报警信号后,能声光报警并显示相应的从站号;可用手动方式解除报警状态。
(2)从站功能:
a.能输出从站号、点滴速度和报警信号;从站号和点滴速度可以任意设定。
b.接收主站设定的点滴速度信息并显示。
c.对异常情况进行报警。
(3)主站和从站间的通信方式不限,通信协议自定,但应尽量减少信号传输线的数量。
(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
完成第
(1)项
22
完成第
(2)项
13
完成第(3)项
5
其它
10
四、说明
1、控制电机类型不限,其安装位置及安装方式自定。
2、储液瓶用医用250毫升注射液玻璃瓶(瓶中为无色透明液体)。
3、受液瓶用1.25升的饮料瓶。
4、点滴器采用针柄颜色为深蓝色的医用一次性输液器(滴管滴出20点蒸馏水相当于1ml±0.1ml)。
5、赛区测试时,仅提供医用移动式点滴支架,其高度约1.8m,也可自带支架;测试所需其它设备自备。
6、滴速夹在测试开始后不允许调节。
7、发挥部分第
(2)项从站功能中,c中的“异常情况”自行确定。
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- 关 键 词:
- 安联锐士 命题