东大成贤第三批题.docx
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东大成贤第三批题
2011年成贤学院第三批电子设计竞赛培训题
A题:
有限带宽放大器
一、任务
设计制作有限带宽的低噪声放大器,放大器输出端为50Ω阻性负载。
二、要求
1.基本要求
(1)放大器电压增益≧40dB(100倍),并尽量减小带内波动;
(2)在最大增益下,放大器下限截止频率不高于20Hz,上限截止频率不低于3MHz;
(3)信号频率大于上限截止频率后,增益随频率的衰减斜率为-40db/十倍频或更陡;
(4)在输出负载上,放大器最大不失真输出电压峰峰值≥10V。
2.发挥部分
(1)在电压增益达到40dB的基础上,提高放大器上限截止频率,使之不低于5MHz,信号频率大于上限截止频率后,增益随频率的衰减斜率为-40db/十倍频或更陡;尽可能降低放大器的输出噪声;
(2)放大器输入为正弦波时,可测量并数字显示放大器输出电压的峰峰值和有效值,输出电压(峰峰值)测量范围为0.5V到最大不失真输出电压,测量相对误差小于5%;
(3)自由发挥。
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,理论计算与分析,电路图,测试方法与数据,结果分析(2千字左右)
20
实际制作完成情况
80
发挥部分
完成第一项
20
完成第二项
20
自由发挥
10
B题:
DC-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。
四、评分标准
设计
报告
项目
主要内容
分数
系统方案
比较与选择
方案描述
5
理论分析与计算
整流、逆变电路设计
控制器设计
15
电路与程序设计
电路设计
程序设计
10
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
12
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
能实现第1路输出
30
能实现第2路输出
20
提高
部分(高级组要求)
完成第
(1)项
15
完成第
(2)项
10
完成第(3)项
10
完成第(4)项
10
其他
5
总分
50
C题:
简易数字式电阻、电容和电感测量仪
一、任务
设计并制作数字式电阻、电容、电感、品质因素和损耗系数测量仪。
二、要求
1基本要求
(1)测量电阻范围:
100~1M,测量精度:
;
(2)测量电容范围:
100pF~10000pF,测量精度:
;
(3)测量电感范围:
100H~10mH,测量精度:
;
(4)使用键来设置测量的种类和单位,并显示;
(5)自制电源。
2.发挥部分
(1)进一步扩展量程,并提高测量精度。
1.测量电阻范围:
10~10M,测量精度:
;
2.测量电容范围:
50pF~10F,测量精度:
;
3.测量电感范围:
50H~1H,测量精度:
;
(2)测量电感的品质因素Q,测量范围:
1.0~999.9,测量精度:
;
(3)测量电容的损耗系数D,测量范围:
0.001~9.999,
测量精度:
;
(4)测试频点:
100Hz,1kHz,10kHz;
(5)其它(如进一步扩展量程和提高精度,自动量程转换等)。
三、评分标准
项目
主要内容
满分
设计报告
(本科30分)
(高职高专10分)
报告内容:
(1)方案比较、设计与论证;
(2)理论分析与计算;
(3)电路图及有关设计文件;
(4)测试方法与仪器,测试数据
及测试结果分析。
基本要求(50分)
电阻测量
12
电容测量
12
电感测量
12
键设置测量种类,单位
8
自制电源
6
发挥部分(50分)
进一步扩展量程和提高精度
15
测量电感的品质因素
12
测量电容的损耗系数
12
测试频点
3
其它
8
四、说明
在测试时,各测试结果以成品数字电桥(型号:
TH2811D)为标准。
D题:
不间断直流工作电源
一、设计任务
设计并制作如图1所示的不间断直流工作电源,示意图如图1所示。
当输入220V、50Hz市电时,主电源工作,备用电源不工作(即关断升压电路的输出),但充电电路工作,蓄电池充电;当停电时,自动切换到备用电源
图1不间断直流工作电源示意图
二、要求
1、基本要求:
(1)DC-DC变换器能达到如下技术指标:
在输入电压220V、50Hz、电压变化范围+15%~-20%条件下:
a.在输入电压220V的变化范围为+15%~-20%条件下,输出电压为5V,最大输出电流为1A。
b.在输入电压220V的变化范围为+15%~-20%,满载条件下,电压调整率≤0.2%。
c.在最低输入电压,空载到满载条件下,负载调整率≤1%。
d.在最低输入电压,满载条件下,纹波电压(峰-峰值)≤5mV。
e.在输入电压为交流220V,输出电压为直流5V,满载条件下,效率≥70%。
(2)备用电源能达到如下技术指标:
a.充电电路应满足先恒流(200mA)充电,当电压达到4.2V时,改为恒压充电,当充电电流小于20mA时停止充电。
b.升压电路输入电压(即电池电压)为3V~4.2V,输出电压为5V,最大输出电流1A。
c.具有欠压保护功能:
当电池放电电压低于3V时升压电路关断,输出为0V(静态电流小于50uA),以保护蓄电池。
d.升压电路效率≥70%(输出电流1A时)。
2、发挥部分
(1)具有过流及输出短路保护功能。
(2)电压调整率≤0.1%(测试条件同基本要求部分)。
(3)负载调整率≤0.5%(条件与基本要求相同)。
(4)升压电路效率≥85%(测试条件同基本要求部分)。
(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
完成第(5)项
10
四、说明
1、蓄电池可为一节手机用锂电池;
2、在调试过程中,要注意安全;注意作品制作工艺,留出测试端口。
E题:
频率特性测试仪
一、任务
设计并制作一个频率特性测试系统,包含测试信号源、被测网络、检波及显示三部分。
二、要求
1.基本要求
(1)制作幅频特性测试仪,测试图示RC网络的幅频特性。
(参数自定,验收时用老师带的网络测量)
a、频率范围:
100Hz~100kHz;
b、测量精度:
5%;
c、能在全频范围和特定频率范围内自动步进测量,可手动预置测量范围及步进频率值;
d、采用数值方式显示幅频特性结果,要求频率显示为5位数,对应频点的电压显示为3位数,并与理论值做比较。
(2)测试图示RC网络的相频特性
(参数自定,验收时用老师带的网络测量)
a、 频率范围:
100Hz~20kHz;
b、 相位度数显示:
要求频率显示为5位数,对应相位值显示为3位,并与理论值比较。
c、 测量精度:
3°。
2.发挥部分
(1)用图形方式显示被测网络的幅频特性相频特性。
(2)显示被测网络的带宽和带内最大幅度差。
(3)自由发挥。
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,理论计算与分析,电路图,测试方法与数据,结果分析(2千字左右)
20
实际制作完成情况
80
发挥部分
完成第一项
20
完成第二项
20
自由发挥
10
F题:
简易声控智能小车
一、任务
设计并制作一个简易声控智能小车,用击掌声控制小车行走,其行驶要求示意图如下:
说明:
1、“+”为实际地面上的标识符,仅用于测量与小车的距离,其线宽不大于1cm,线长不大于10cm,交点为中心点,ABCDEF用于说明,未标在地面上。
AB、BC、CD、DE、DF间距都为1m。
2、在D点放置一障碍物,其长、宽、高约为50cm
12cm
6cm,可用包有白纸的砖块做成。
3、可以自行决定,安装固定引导标识,如光源、声源、磁源或无源柱体,但不可在小车经过的地面上附加任何引导装置,在小车行驶时引导标识不许移动,不许放在“+”上。
4、小车上标明中心点,以该点和“+”之间的距离为测量依据。
二、要求
1.基本要求
1、A是小车出发点,车头指向C,击掌1下,小车由A运行到B,运行时间不大于5秒,停车时使小车车身上的中心点尽量和“+”点接近,停车后LED发出闪光显示。
2、A是小车出发点,车头指向C,2秒内连续击掌2下,小车由A运行到C,运行时间不大于10秒,停车时使小车车身上的中心点尽量和“+”点接近,停车后LED发出闪光显示。
3、A是小车出发点,车头指向C,2秒内连续击掌3下,小车由A运行到E,运行时间不大于20秒,停车时使小车车身上的中心点尽量和“+”点接近,停车后LED发出闪光显示。
2.发挥部分
1.E是小车出发点,车头指向F,3秒内连续击掌4下,小车由E绕过D点的障碍物运行到F,运行时间不大于20秒,停车时使小车车身上的中心点尽量和“+”点接近,停车后LED发出闪光显示。
2.再击掌1下,小车从上述实际停车位置(F点或附近)运行到A,运行时间不大于20秒,停车时使小车车身上的中心点尽量和“+”点接近,停车后LED发出闪光显示。
3.其他。
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,理论计算与分析,电路图,测试方法与数据,结果分析(2千字左右)
20
实际制作完成情况
80
发挥部分
完成第一项
20
完成第二项
20
自由发挥
10
H题:
自动追光自动避障电动小车
一、任务
设计制作一套自动追光太阳能充电系统放置在小车上。
小车以一定速度追着光源行进,太阳能板始终能面对光源给蓄电池充电。
小车行进过程中会遇到路障,小车必须能避开路障绕道找到光源并继续追光前行。
二、要求
1、基本要求
a.光源用不大于100W的白炽灯,场地不小于1.5m×1.5m,障碍物不小于15cm×15cm×15cm。
可以对光源进行聚光。
b.光源在离小车大约1.5m的固定位置摆放,放置高度不高于25cm,小车发现光源后沿光源方向前进。
c.小车前进方向上至少随机放置三个障碍物。
遇到障碍物,小车应绕道前进。
d.在小车绕道过程中,太阳能板始终对准光源。
e.到达离光源一定位置后,小车应停止前进。
f.小车前进直线距离应不大于1.2m,时间不大于2分钟。
g.能显示太阳能为蓄电池供电状态。
2、发挥部分
a.场地尺寸2m×2m,光源离小车2米以上。
b.障碍物5个以上
c.能逆着光源前进,并绕过障碍物。
但太阳能板始终对准光源
d.完成时间不大于1分钟
e.在无白炽灯光源情况下,小车可以沿自然光源方向前进。
f.其它
三、说明
a.小车行进线路上不得有任何轨迹,也不得有其它任何引导小车前进的物体、声源、无线发射源等,更不得利用遥控手段
b.可以用浅色将场地分割成方形格子,障碍物放在格子里边。
但小车不得用浅颜色分割线来寻迹。
c.不得用市场上能买到的成品机器人模块来完成
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- 大成 第三