全国大学生电子设计大赛题目汇总.pdf

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A-1/32013年全国大学生电子设计竞赛试题参赛注意事项

（1）9月4日8:

00竞赛正式开始。

本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。

（2）参赛队认真填写登记表内容，填写好的登记表交赛场巡视员暂时保存。

（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。

（4）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。

（5）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。

（6）9月7日20:

00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及登记表，由专人封存。

单相AC-DC变换电路（A题）单相AC-DC变换电路（A题）【本科组】【本科组】一、任务一、任务设计并制作如图1所示的单相AC-DC变换电路。

输出直流电压稳定在36V，输出电流额定值为2A。

RL220VAC-DCIO变压器USISUO变换电路图1单相AC-DC变换电路原理框图二、要求二、要求1.基本要求基本要求

（1）在输入交流电压Us=24V、输出直流电流Io=2A条件下，使输出直流电压Uo=36V0.1V。

（2）当Us=24V，Io在0.2A2.0A范围内变化时，负载调整率SI0.5%。

（3）当Io=2A，Us在20V30V范围内变化时，电压调整率SU0.5%。

（4）设计并制作功率因数测量电路，实现AC-DC变换电路输入侧功率因数的测量，测量误差绝对值不大于0.03。

（5）具有输出过流保护功能，动作电流为2.5A0.2A。

A-2/32.发挥部分发挥部分

（1）实现功率因数校正，在Us=24V，Io=2A，Uo=36V条件下，使AC-DC变换电路交流输入侧功率因数不低于0.98。

（2）在Us=24V，Io=2A，Uo=36V条件下，使AC-DC变换电路效率不低于95%。

（3）能够根据设定自动调整功率因数，功率因数调整范围不小于0.801.00，稳态误差绝对值不大于0.03。

（4）其他。

三、说明1.图1中的变压器由自耦变压器和隔离变压器构成。

2.题中交流参数均为有效值，AC-DC电路效率，其中，。

3.本题定义：

（1）负载调整率o2o1Io1100%UUSU，其中Uo1为Io=0.2A时的直流输出电压，Uo2为Io=2.0A时的直流输出电压；

（2）电压调整率o2o1U100%36UUS，Uo1为Us=20V时的直流输出电压，Uo2为Us=30V时的直流输出电压。

4.交流功率和功率因数测量可采用数字式电参数测量仪。

5.辅助电源由220V工频供电，可购买电源模块（亦可自制），作为作品的组成部分。

测试时，不再另行提供稳压电源。

6.制作时须考虑测试方便，合理设置测试点，参考图1。

os100%PPoooPUIsssPUIA-3/3四、评分标准项项目目主要内容主要内容满满分分设计设计报告报告方案论证比较与选择方案描述3理论分析与计算提高效率的方法功率因数调整方法稳压控制方法6电路与程序设计主回路与器件选择控制电路与控制程序保护电路6测试方案与测试结果测试方案及测试条件测试结果及其完整性测试结果分析3设计报告结构及规范性摘要、设计报告正文结构、公式、图表的规范性2总分总分2200基本基本要求要求完成

（1）8完成

（2）12完成（3）12完成（4）12完成（5）6总分总分50发挥发挥部分部分完成

（1）15完成

（2）15完成（3）15其他5总分总分50B1/42013年全国大学生电子设计竞赛试题参赛注意事项

（1）9月4日8:

00竞赛正式开始。

本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。

（2）参赛队认真填写登记表内容，填写好的登记表交赛场巡视员暂时保存。

（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。

（4）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。

（5）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。

（6）9月7日20:

00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及登记表，由专人封存。

四旋翼自主飞行器（四旋翼自主飞行器（B题）题）【本科题】一、任务【本科题】一、任务设计并制作一架四旋翼自主飞行器。

飞行区域俯视图和立体图分别如图1和图2所示。

图1飞行区域俯视图（图中单位：

cm）3005001米示高线100A区B区1007575707075指示线75150104150150指示线指示线2020B2/4图2飞行区域立体图（图中单位：

cm）二、要求1.基本要求二、要求1.基本要求

（1）四旋翼自主飞行器（下简称飞行器）摆放在图1所示的A区，一键式启动飞行器起飞；飞向B区，在B区降落并停机；飞行时间不大于45s。

（2）飞行器摆放在B区，一键式启动飞行器起飞；飞向A区，在A区降落并停机；飞行时间不大于45s。

2.发挥部分2.发挥部分

（1）飞行器摆放在A区，飞行器下面摆放一薄铁片，一键式启动，飞行器拾取薄铁片并起飞。

（2）飞行器携带薄铁片从示高线上方飞向B区，并在空中将薄铁片投放到B区；飞行器从示高线上方返回A区，在A区降落并停机。

（3）以上往返飞行时间不大于30s。

（4）其他。

三、评分标准三、评分标准项目项目主要内容主要内容满分满分设计设计报告报告系统方案方案比较，方案描述3设计与论证控制方法描述与参数计算5电路与程序设计系统组成，原理框图与各部分电路图，系统软件与流程图6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3100300250200250示高线B3/4测试结果分析设计报告结构及规范性摘要正文结构完整性图标的规范性3小计小计20基本要求基本要求完成

（1）25完成

（2）25小计小计50发挥发挥部分部分完成

（1）3完成

（2）32完成（3）10其他5小计小计50四、说明：

四、说明：

1飞行器桨叶旋转速度高，有危险！

请务必注意自己及他人的人身安全。

2飞行器控制板的MCU必须使用组委会统一下发的R5F100LEA，必须安装在明显位置，以便检查。

3飞行器可自制或外购，带防撞圈，外形尺寸（含防撞圈）限定为：

长度50cm，宽度50cm。

飞行器机身必须标注参赛队号。

4薄铁片为边长4cm的正方形，厚度0.05cm。

5飞行区域地面为白色；A区、B区形状大小相同，由直径20cm黑色实心圆和直径75cm的同心圆组成，同心圆虚线线宽小于0.1cm；引导线宽度4cm，可用黑色胶带；示高线为直径0.50.8cm的黑色电缆线，横向悬挂于飞行区中间，距地高100cm。

飞行区域不得额外设置任何标识、引导线或其他装置。

6允许测试2次，每次测试全程不得更换电池。

两次测试之间允许更换电池，更换电池时间小于2分钟。

7飞行器不得遥控，飞行过程中不得人为干预。

8飞行器飞行期间，触及地面后自行恢复飞行的，酌情扣分；触地后5s内不能自行恢复飞行视为失败，失败前完成动作仍计分。

9飞行器起飞，距地面高度10cm以上视为飞离地面。

10一键式启动是指飞行器摆放在A区或B区后，只允许按一个键启动。

如有飞行模式设置应在飞行器摆放在A区或B区前完成。

11为保证安全，可沿飞行区域四周架设安全网（长500cm，宽300cm，高200cm），顶部无需架设。

若安全网采用排球网、羽毛球网时可由顶向下悬挂不必触地，不得影响视线。

安装示意图如图3所示。

B4/4图3飞行区域安全网示意图示高线C1/32013年全国大学生电子设计竞赛试题参赛注意事项

（1）9月4日8:

00竞赛正式开始。

本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。

（2）参赛队认真填写登记表内容，填写好的登记表交赛场巡视员暂时保存。

（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。

（4）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。

（5）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。

（6）9月7日20:

00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及登记表，由专人封存。

简易旋转倒立摆及控制装置（C题）简易旋转倒立摆及控制装置（C题）【本科组】【本科组】一、任务设计并制作一套简易旋转倒立摆及其控制装置。

旋转倒立摆的结构如图1所示。

电动机A固定在支架B上，通过转轴F驱动旋转臂C旋转。

摆杆E通过转轴D固定在旋转臂C的一端，当旋转臂C在电动机A驱动下作往复旋转运动时，带动摆杆E在垂直于旋转臂C的平面作自由旋转。

二、要求1基本要求基本要求

（1）摆杆从处于自然下垂状态（摆角0）开始，驱动电机带动旋转臂作往复旋转使摆杆摆动，并尽快使摆角达到或超过-60+60；

（2）从摆杆处于自然下垂状态开始，尽快增大摆杆的摆动幅度，直至完成圆周运动；（3）在摆杆处于自然下垂状态下，外力拉起摆杆至接近165位置，外力撤除同时，启动控制旋转臂使摆杆保持倒立状态时间不少于5s；期间旋转臂的转动角度不大于90。

图1旋转倒立摆结构示意图C2/32发挥部分发挥部分

（1）从摆杆处于自然下垂状态开始，控制旋转臂作往复旋转运动，尽快使摆杆摆起倒立，保持倒立状态时间不少于10s；

（2）在摆杆保持倒立状态下，施加干扰后摆杆能继续保持倒立或2s内恢复倒立状态；（3）在摆杆保持倒立状态的前提下，旋转臂作圆周运动，并尽快使单方向转过角度达到或超过360；（4）其他。

三、说明1旋转倒立摆机械部分必须自制，结构要求如下：

硬质摆杆E通过转轴D连接在旋转臂C边缘，且距旋转臂C轴心距离为20cm5cm；摆杆的横截面为圆形或正方形，直径或边长不超过1cm，长度在15cm5cm范围内；允许使用传感器检测摆杆的状态，但不得影响摆杆的转动灵活性；图1中支架B的形状仅作参考，其余未作规定的可自行设计结构；电动机自行选型。

2摆杆要能够在垂直平面灵活旋转，检验方法如下：

将摆杆拉起至水平位置后松开，摆杆至少能够自由摆动3个来回。

3除电动机A之外，装置中不得有其他动力部件。

4摆杆自然下垂状态是指摆角为0位置，见图2。

5摆杆倒立状态是指摆杆在-165至165范围内。

6基本要求

（1）、

（2）中，超过30s视为失败；发挥部分

（1）超过90s视为失败；发挥部分（3）超过3分钟即视为失败；以上各项，完成时间越短越好。

图2.摆杆位置示意图7摆杆倒立时施加干扰的方法是，以15cm长细绳栓一只5克砝码，在摆杆上方将砝码拉起1545，释放后用砝码沿摆杆摆动的切线方向撞击摆杆上端12cm处；以抗扰动能力强弱判定成绩。

8测试时，将在摆杆后12cm处固定一如图2所示轻质量角器，以方便观察摆杆的旋转角度。

C3/3四、评分标准设计设计报告报告项项目目主要内容主要内容分数分数系统方案系统结构、方案比较与选择4理论分析与计算电动机选型、摆杆状态检测，驱动与控制算法6电路与程序设计电路设计程序结构与设计5测试方案与测试结果测试结果及分析3设计报告结构及规范性摘要设计报告正文的结构公式、图表的规范性2总分20基本基本要求要求完成

（1）15完成

（2）15完成（3）20总分50发挥发挥部分部分完成

（1）20完成

（2）10完成（3）15完成（4）5总分50D1/32013年全国大学生电子设计竞赛试题参赛注意事项

（1）9月4日8:

00竞赛正式开始。

本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。

（2）参赛队认真填写登记表内容，填写好的登记表交赛场巡视员暂时保存。

（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。

（4）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。

（5）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。

（6）9月7日20:

00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及登记表，由专人封存。

射频宽带放大器（D题）射频宽带放大器（D题）【本科组】【本科组】一、任务设计并制作一个射频宽带放大器。

二、要求1基本要求基本要求

（1）电压增益Av20dB，输入电压有效值Ui20mV。

Av在020dB范围内可调。

（2）最大输出正弦波电压有效值Uo200mV，输出信号波形无明显失真。

（3）放大器BW-3dB的下限频率fL0.3MHz，上限频率fH20MHz，并要求在1MHz15MHz频带内增益起伏1dB。

（4）放大器的输入阻抗=50，输出阻抗=50。

2发挥部分发挥部分

（1）电压增益Av60dB，输入电压有效值Ui1mV。

Av在060dB范围内可调。

（2）在Av60dB时，输出端噪声电压的峰峰值UoNpp100mV。

（3）放大器BW-3dB的下限频率fL0.3MHz，上限频率fH100MHz，并要求在1MHz80MHz频带内增益起伏1dB。

该项目要求在Av60dB（或可达到的最高电压增益点），最大输出正弦波电压有效值Uo1V，输出信号波形无明显失真条件下测试。

（4）最大输出正弦波电压有效值Uo1V，输出信号波形无明显失真。

（5）其他（例如进一步提高放大器的增益、带宽等）。

D2/3三、说明1要求负载电阻两端预留测试端子。

最大输出正弦波电压有效值应在RL=50条件下测试（要求RL阻值误差5%），如负载电阻不符合要求，该项目不得分。

2评测时参赛队自备一台220V交流输入的直流稳压电源。

3.建议的测试框图如图1所示，可采用点频测试法。

射频宽带放大器幅频特性示意图如图2所示。

图1测试框图Av（dB）Av0.3MHzfH3dB带宽带内增益起伏1dB-3dBf（MHz）fL1MHz15（80）MHz图2幅频特性示意图四、评分标准设计设计报告报告项项目目主要内容主要内容分数分数系统方案比较与选择方案描述2理论分析与计算宽带放大器设计频带内增益起伏控制射频放大器稳定性增益调整8电路与程序设计电路设计程序设计4信号源射频宽带放大器示波器/高频毫伏表自备直流稳压电源UiUoD3/3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4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2总分20基本基本要求要求完成

（1）19完成

（2）10完成（3）21总分50发挥发挥部分部分完成

（1）18完成

（2）2完成（3）16完成（4）6其他8总分50E1/32013年全国大学生电子设计竞赛试题参赛注意事项

（1）9月4日8:

00竞赛正式开始。

本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。

（2）参赛队认真填写登记表内容，填写好的登记表交赛场巡视员暂时保存。

（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。

（4）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。

（5）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。

（6）9月7日20:

00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及登记表，由专人封存。

简易频率特性测试仪（E题）简易频率特性测试仪（E题）【本科组】【本科组】一、任务根据零中频正交解调原理，设计并制作一个双端口网络频率特性测试仪，包括幅频特性和相频特性，其示意图如图1所示。

图1频率特性测试仪示意图二、要求1基本要求基本要求制作一个正交扫频信号源。

（1）频率范围为1MHz40MHz，频率稳定度10-4；频率可设置，最小设置单位100kHz。

（2）正交信号相位差误差的绝对值5，幅度平衡误差的绝对值5%。

（3）信号电压的峰峰值1V，幅度平坦度5%。

（4）可扫频输出，扫频范围及频率步进值可设置，最小步进100kHz；要求连续扫频输出，一次扫频时间2s。

tAsinI低通正交扫频信号源被测网络ADCADCQ测量显示tAcos低通E2/32发挥部分发挥部分

（1）使用基本要求中完成的正交扫频信号源，制作频率特性测试仪。

a.输入阻抗为50，输出阻抗为50；b.可进行点频测量；幅频测量误差的绝对值0.5dB，相频测量误差的绝对值5；数据显示的分辨率：

电压增益0.1dB，相移0.1。

（2）制作一个RLC串联谐振电路作为被测网络，如图2所示，其中Ri和Ro分别为频率特性测试仪的输入阻抗和输出阻抗；制作的频率特性测试仪可对其进行线性扫频测量。

a.要求被测网络通带中心频率为20MHz，误差的绝对值5%；有载品质因数为4，误差的绝对值5%；有载最大电压增益-1dB；b.扫频测量制作的被测网络，显示其中心频率和-3dB带宽，频率数据显示的分辨率为100kHz；c.扫频测量并显示幅频特性曲线和相频特性曲线，要求具有电压增益、相移和频率坐标刻度。

图2RLC串联谐振电路（3）其他。

三、说明1正交扫频信号源必须自制，不能使用商业化DDS开发板或模块等成品，自制电路板上需有明显的覆铜“2013”字样。

2要求制作的仪器留有正交信号输出测试端口，以及被测网络的输入、输出接入端口。

3本题中，幅度平衡误差指正交两路信号幅度在同频点上的相对误差，定义为：

%100112UUU，其中U2U1。

4本题中，幅度平坦度指信号幅度在工作频段内的相对变化量，定义为：

%100minminmaxUUU。

suiRLCoR0RouE3/35参考图2，本题被测网络电压增益取：

sovuuA21lg206幅频特性曲线的纵坐标为电压增益（dB）；相频特性曲线的纵坐标为相移（）；特性曲线的横坐标均为线性频率（Hz）。

7发挥部分中，一次线性扫频测量完成时间30s。

四、评分标准项目项目主要内容主要内容满分满分设计报告方案论证比较与选择方案描述2理论分析与计算系统原理滤波器设计ADC设计被测网络设计特性曲线显示7电路与程序设计电路设计程序设计6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3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2总分总分20基本要求实际制作完成情况50发挥部分完成

（1）16完成

（2）30其他4总分总分50F1/32013年全国大学生电子设计竞赛试题参赛注意事项

（1）9月4日8:

00竞赛正式开始。

本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。

（2）参赛队认真填写登记表内容，填写好的登记表交赛场巡视员暂时保存。

（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。

（4）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。

（5）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。

（6）9月7日20:

00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及登记表，由专人封存。

红外光通信装置（F题）红外光通信装置（F题）【本科组】【本科组】一、任务设计并制作一个红外光通信装置。

二、要求1基本要求基本要求

（1）红外光通信装置利用红外发光管和红外光接收模块作为收发器件，用来定向传输语音信号，传输距离为2m，如图1所示。

（2）传输的语音信号可采用话筒或3.5mm的音频插孔线路输入，也可由低频信号源输入；频率范围为3003400Hz。

（3）接收的声音应无明显失真。

当发射端输入语音信号改为800Hz单音信号时，在8电阻负载上，接收装置的输出电压有效值不小于0.4V。

不改变电路状态，减小发射端输入信号的幅度至0V，采用低频毫伏表（低频毫伏表为有效值显示，频率响应范围低端不大于10Hz、高端不小于1MHz）测量此时接收装置输出端噪声电压，读数不大于0.1V。

如果接收装置设有静噪功能，必须关闭该功能进行上述测试。

（4）当接收装置不能接收发射端发射的信号时，要用发光管指示。

图1红外光通信装置方框图红外发射装置红外接收装置红外光2m语音信号耳机F2/32发挥部分发挥部分

（1）增加一路数字信道，实时传输发射端环境温度，并能在接收端显示。

数字信号传输时延不超过10s。

温度测量误差不超过2。

语音信号和数字信号能同时传输。

（2）设计并制作一个红外光通信中继转发节点，以改变通信方向90，延长通信距离2m，如图2所示。

语音通信质量要求同基本要求（3）。

中继转发节点采用5V直流单电源供电，电路见图3。

串接的毫安表用来测量其供电直流电流。

图3中继转发节点供电电路（3）在满足发挥部分

（2）要求的条件下，尽量减小中继转发节点供电电流。

（4）其他。

三、说明1本装置的通信信道必须采用红外光信道，不得使用其他通信装置。

发射端及转发节点必须采用分立的红外发光管作为发射器件，安装时需外露发光管，以便检查。

不得采用内部含有现成通信协议的红外光发射芯片或模块。

2中继转发节点除外接的单5V供电电源外，不得使用其他供电装置（如电池、超级电容等）。

3测试时，自备MP3或录音机及音频连接线。

温度传感器温度显示图2红外光通信中继转发装置方框图红外发射装置红外光语音信号中继转发节点红外接收装置耳机红外光2m2mF3/3四、评分标准设计报告项目主要内容满分设计报告项目主要内容满分系统方案红外光通信装置总体方案设计4理论分析与计算通信原理分析，提高转发器效率的方法6电路与程序设计总体电路图程序设计4测试方案与测试结果测试数据完整性测试结果分析4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2总分20总分20基本要求基本要求完成

（1）25完成

（2）5完成（3）15完成（4）5总分50总分50发挥部分发挥部分完成

（1）10完成

（2）10完成（3）25其他5总分50总分50G-1/32013年全国大学生电子设计竞赛试题参赛注意事项

（1）9月4日8:

00竞赛正式开始。