感应式充电电源专科.docx

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感应式充电电源专科

音频信号分析仪（A题）

一、任务

设计、制作一个可分析音频信号频率成分，并可测量正弦信号失真度的仪器。

二、要求

1．基本要求

（1）输入阻抗：

50Ω

（2）输入信号电压范围（峰-峰值）：

100mV～5V

（3）输入信号包含的频率成分范围：

200Hz～10kHz

（4）频率分辨力：

100Hz（可正确测量被测信号中，频差不小于100Hz的

频率分量的功率值。

）

（5）检测输入信号的总功率和各频率分量的频率和功率，检测出的各频率分量的功率之和不小于总功率值的95%；各频率分量功率测量的相对误差的绝对值小于10%，总功率测量的相对误差的绝对值小于5%。

（6）分析时间：

5秒。

应以5秒周期刷新分析数据，信号各频率分量应按功率大小依次存储并可回放显示，同时实时显示信号总功率和至少前两个频率分量的频率值和功率值，并设暂停键保持显示的数据。

2．发挥部分

（1）扩大输入信号动态范围，提高灵敏度。

（2）输入信号包含的频率成分范围：

20Hz～10kHz。

（3）增加频率分辨力20Hz档。

（4）判断输入信号的周期性，并测量其周期。

（5）测量被测正弦信号的失真度。

三、说明

电源必须自制。

四、评分标准

风力摆控制系统（B题）

一、任务

一长约60cm~70cm的细管上端用万向节固定在支架上，下方悬挂一组（2~4只）直流风机，构成一风力摆，如图1所示。

风力摆上安装一向下的激光笔，静止时，激光笔的下端距地面不超过20cm。

设计一测控系统，控制驱动各风机使风力摆按照一定规律运动，激光笔在地面画出要求的轨迹。

二、要求

1.基本要求

（1）从静止开始，15s内控制风力摆做类似自由摆运动，使激光笔稳定地在地面画出一条长度不短于50cm的直线段，其线性度偏差不大于±2.5cm，并且具有较好的重复性；

（2）从静止开始，15s内完成幅度可控的摆动，画出长度在30~60cm间可设置，长度偏差不大于±2.5cm的直线段，并且具有较好的重复性；

（3）可设定摆动方向，风力摆从静止开始，15s内按照设置的方向（角度）摆动，画出不短于20cm的直线段；

（4）将风力摆拉起一定角度（30°~45°）放开，5s内使风力摆制动达到静止状态。

2．发挥部分

（1）以风力摆静止时激光笔的光点为圆心，驱动风力摆用激光笔在地面画圆，30s内需重复3次；圆半径可在15~35cm范围内设置，激光笔画出的轨迹应落在指定半径±2.5cm的圆环内；

（2）在发挥部分

（1）后继续作圆周运动，在距离风力摆1~2m距离内用一台50~60W台扇在水平方向吹向风力摆，台扇吹5s后停止，风力摆能够在5s内恢复发挥部分

（1）规定的圆周运动，激光笔画出符合要求的轨迹；

（3）其他。

三、说明

1.任务中各项要求，均要考察完成时间及准确性。

2.风力摆的制作方法建议：

方案1：

如2图所示，一组直流风机用细管或棒（如碳素纤维管、PVC管等）通过万向节固定在一支架上；

方案2：

用粗单股导线（减少自旋）将风力摆吊挂在支架上。

3.参赛队可以自行选定一方向为0°，以此为起始，顺时针依次为90°、180°、270°等，详见图3，测试现场将提供此图。

4.直流风机是驱动风力摆的唯一动力，不得以任何其它方式影响风力摆的运动；启动后，不得以任何形式人为影响风力摆运动。

5.各项目中，运动到达要求时需有明显声或光提示，以便开始测试及记录。

6.发挥部分施加干扰的方式是在1~2m的距离，用50~60W台扇在水平方向吹风力摆，风速在1.0~2.0m/s范围内。

7.风力摆在圆周运动时的旋转方向不限；测试时考察在6个均匀分布点上激光轨迹是否落在圆环内，见图3。

8.各项要求中，长度均以厘米（cm）为单位，角度以10°为最小单位。

9.赛题中要求的各项动作完成时间越短越好，超过规定时间1倍时不计成绩。

无线识别装置（C）

一、任务

设计制作一套无线识别装置。

该装置由阅读器、应答器和耦合线圈组成，其方框图参见图1。

阅读器能识别应答器的有无、编码和存储信息。

装置中阅读器、应答器均具有无线传输功能，频率和调制方式自由选定。

不得使用现有射频识别卡或用于识别的专用芯片。

装置中的耦合线圈为圆形空芯线圈，用直径不大于1mm的漆包线或有绝缘外皮的导线密绕10圈制成。

线圈直径为6.6±0.5cm（可用直径6.6cm左右的易拉罐作为骨架，绕好取下，用绝缘胶带固定即可）。

线圈间的介质为空气。

两个耦合线圈最接近部分的间距定义为

D。

阅读器、应答器不得使用其他耦合方式。

二、要求

1．基本要求

（1）应答器采用两节1.5V干电池供电，阅读器用外接单电源供电。

阅读器采用发光二极管显示识别结果，能在D尽可能大的情况下，识别应答器的有无。

识别正确率≥80%，识别时间≤5秒，耦合线圈间距D≥5cm。

（2）应答器增加编码预置功能，可以用开关预置四位二进制编码。

阅读器能正确识别并显示应答器的预置编码。

显示正确率≥80%，响应时间≤5秒，耦合线圈间距D≥5cm。

2．发挥部分

（1）应答器所需电源能量全部从耦合线圈获得（通过对耦合到的信号进行整流滤波得到能量），不允许使用电池及内部含有电池的集成电路。

阅读器能正确读出并显示应答器上预置的四位二进制编码。

显示正确率≥80%，响应时间≤5秒，耦合线圈间距D≥5cm。

（2）阅读器采用单电源供电，在识别状态时，电源供给功率≤2W。

在显示编码正确率≥80%、响应时间≤5秒的条件下，尽可能增加耦合线圈间距D。

（3）应答器增加信息存储功能，其存储容量大于等于两个四位二进制数。

装置断电后，应答器存储的信息不丢失。

无线识别装置具有在阅读器端写入、读出应答器存储信息的功能。

（4）其他。

4、评分标准

开关稳压电源（D题）

一、任务

设计并制作如图1所示的开关稳压电源

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。

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）。

四、评分标准

80MHz-100MHz频谱仪（E题）

1、任务

设计制作一个简易频谱仪。

频谱仪的本振源用锁相环制作。

频谱仪的基本结构图如图1所示。

二、要求

1.基本要求

制作一个基于锁相环的本振源：

（1）频率范围90MHz~110MHz；

（2）频率步进100kHz；

（3）输出电压幅度10~100mV，可调；

（4）在整个频率范围内可自动扫描；扫描时间在1~5s之间可调；可手动扫描；还可预置在某一特定频率；

（5）显示频率；

（6）制作一个附加电路，用于观测整个锁定过程；

（7）锁定时间小于1ms。

2.发挥部分

制作一个80MHz~100MHz频谱分析仪：

（1）频率范围80MHz~100MHz；

（2）分辨率100kHz；

（3）可在频段内扫描并能显示信号频谱和对应幅度最大的信号频率；

（4）测试在全频段内的杂散频率（大于主频分量幅度的2%为杂散频率）个数；

（5）其他。

三、说明

在频谱仪滤波器的输出端应有一个测试端子，便于测量。

四、评分标准