27268重庆邮电大学电子设计竞赛题目.docx
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27268重庆邮电大学电子设计竞赛题目
直流微电压测量〔A题〕
一、任务
设计并制作一套直流微电压测量装置，用来测量输入的正负直流微电压，并将结果显示在液晶屏上。
整个系统的示意图如图1所示。
图1直流微电压电流测量示意图
二、要求
1.根本要求
〔1〕信号调理电路的输入阻抗≧500KΩ；
〔2〕测量输入直流微电压范围±400mv，分辨率±10mv；
〔3〕测量结果显示在液晶屏上〔负电压在数值前显示“—〞号〕，误差≦10%。
2.发挥部分
〔1〕进步测量输入直流微电压范围为±600mv或进步分辨率为±5mv，或两者同时进步，误差≦5%；
〔2〕其它（如进一步进步分辨率等）。
三、说明
〔1〕整个系统采用5V电压供电，可由直流电源提供。
〔2〕MCU推荐采用TI的MSP430系列单片机。
〔3〕输入的直流微电压可由仪表直接提供或仪表输出分压得到。
〔4〕正负电压由同一输入端接入测量电路。
四、评分标准
设计报告
项目
总分值
方案论证
5
理论分析与计算
10
电路设计
20
测试方案与测试结果
5
设计报告构造及标准性
10
总分
50
根本要求
实际制作完成情况
50
发挥部分
完成第〔1〕项
15〔进步一项〕
30〔进步2项〕
其它
20
总分
50
信号发生器〔B题〕
一、任务
设计并制作一台信号发生器，使之能产生正弦波、方波和三角波信号，其系统框图如图1所示。
图1信号发生器系统框图
二、要求
1．根本要求
〔1〕信号发生器能产生正弦波、方波和三角波三种周期性波形；
〔2〕输出信号频率在100Hz～200kHz范围内可调,步进20HZ，输出信号频率稳定度优于10-3；
〔3〕在1kΩ负载条件下，输出正弦波信号的电压峰-峰值Vopp在0～5V范围内可调，步进20mV；
〔4〕输出信号波形无明显失真。
〔5〕可实时显示输出信号的类型、峰峰值、频率。
2．发挥部分
〔1〕将输出信号频率范围扩展为10Hz～500KHz，步进10Hz。
输出信号频率值可通过键盘进展设置；
〔2〕在50Ω负载条件下，输出正弦波信号的电压峰-峰值Vopp在0～5V范围内可调，步进间隔为10mV，输出信号的电压值可通过键盘进展设置；
〔3〕其他。
三、说明
〔1〕稳压电源可以由直流稳压电源直接供电。
〔2〕尽量进步输出电压幅值精度。
四、评分标准
设计报告
项目
总分值
方案论证
5
理论分析与计算
10
电路设计
20
测试方案与测试结果
10
设计报告构造及标准性
5
总分
50
根本要求
实际制作完成情况
50
发挥部分
完成第〔1〕项
15
完成第〔2〕项
30
其它
20
总分
50
超声数据传送系统〔C题〕
一、任务
设计并制作一个能实现节点间数据传输的超声数据传送系统。
二、要求
1．根本要求：
〔1〕设计并制作两个超声波数据传送节点，可以互相传送数据。
〔2〕节点用电池供电，电压范围为3.6~4.3V/1.5~2A。
〔3〕调制形式及实现方式自定，传送的数据包括：
①采集到的节点环境温度值和节点供电的电压值，收/发节点用数码管或LCD显示数据，手动控制发送；
②可任意编辑短信，短信内容包含数字和英文字母，长度至少10字符，传输时间小于5s，误码率小于5%。
〔4〕两节点间的通信间隔不小于10m。
〔5〕接收状态时接收部分功耗不超过1W，发射时整机消耗不超过2W，必须留出功率测试端口。
2．发挥部分：
〔1〕节点数量扩展至3个，构成多节点数据传输，网络拓扑不限。
〔2〕节点地址可设置，实现任意节点间的点到点直播和点到多点组播或播送的数据传输，接收方需显示源节点地址。
〔3〕进步数据传输性能，传输时间小于2s，误码率小于2%。
〔4〕扩展传输间隔至30m，并越大越好。
〔5〕系统性价比高，功耗小，效率高。
〔6〕其他。
三、说明
〔1〕整个系统必须使用电池供电，可以挪动。
四、评分标准
设计报告
项目
主要内容
总分值
系统方案
超声数据传送系统总体方案设计
比较与选择方案描绘
5
理论分析与计算
传输方式分析设计，温度、电压显示、编址采集分析
10
电路与程序设计
电路设计
程序设计
20
测试方案与测试结果
测试方案及测试条件
测试结果完好性
测试结果分析
5
设计报告构造及标准性
摘要
设计报告正文的构造
图表的标准性
10
总分
50
根本要求
实际制作完成情况
50
发挥部分
完成第〔1〕项
15
完成第〔2〕项
10
完成第〔3〕项
10
完成第〔4〕项
5
完成第〔5〕项
5
其他
5
总分
50
音频功率放大器〔D题〕
一、任务
设计并制作一个音频功率放大器，对音频信号的放大效果良好，不失真、声音洪亮；并可以进展功率、效率参数的测量、显示装置。
二、要求
1.根本要求：
〔1〕输入信号幅度值为1~200mV，3dB通频带为300Hz～3400Hz，输出正弦信号无明显失真。
〔2〕最大不失真输出功率≥1W。
〔3〕输入阻抗>10k，电压放大倍数1～20连续可调，调整步进为1和5。
〔4〕低频噪声电压〔20kHz以下〕≤10mv，在电压放大倍数为10，输入端对地交流短路时测量。
〔5〕在输出功率500mW时测量的功率放大器效率〔输出功率/放大器总功耗〕≥50%。
〔V/1.5~2A〔电路其他部分的电源电压不限〕，负载为8Ω电阻，或8Ω喇叭。
2.发挥部分：
〔1〕3dB通频带扩展至300Hz～20kHz。
〔2〕在供电不变，保证放大效果情况下，尽量增大输出功率，尽量进步转换效率。
〔3〕增加输出短路保护功能。
〔4〕其他。
三、说明
制作时参数获取用正弦波信号；测试时，用正弦波检测指标，同时用电脑的音频输出信号作为本系统的输入，测试放大效果。
四、评分标准
设计报告
项目
主要内容
总分值
系统方案
功率放大器总体方案设计比较与选择方案描绘
5
理论分析与计算
放大系统分析设计，功率、频带、输入阻抗
10
电路与程序设计
电路设计
程序设计
20
测试方案与测试结果
测试方案及测试条件
测试结果完好性
测试结果分析
5
设计报告构造及标准性
摘要
设计报告正文的构造
图表的标准性
10
总分
50
根本要求
实际制作完成情况
50
发挥部分
完成第〔1〕项
15
完成第〔2〕项
15
完成第〔3〕项
10
其他
10
总分
50
温度自动控制系统〔E题〕
一、任务
设计并制作一个温度自动控制系统，控制一封闭木盒内的温度〔其内空间为100mm×100mm×100mm〕。
在木盒左侧面的中间开一个安装半导体致冷器件的窗口〔尺寸与致冷器件一致〕，致冷器件的外侧面涂敷导热硅脂并加散热片,致冷器件的内侧面也允许加散热片,但厚度不能超过20mm；在木盒顶部的中间钻两个小孔，其中一个用于插入温度自动控制单元的温度传感器，另一个用于盒内温度的检测；在木盒右侧面采用透明有机玻璃，以便观察。
其系统的示意图如图1所示。
图1温度自动控制系统示意图
二、要求
1.根本要求
〔1〕温度可调节范围为5℃～35℃，最小设定分度为1℃。
〔2〕具有温度显示功能，分辨率为0.1℃。
〔3〕当温度到达某一设定值并稳定后，盒内温度的波动控制在±2℃以内。
要求温度调控到达稳定状态时，必须给出声或光提示信号。
〔4〕当设定的调节温差为15℃时,要求到达稳定状态的调节时间小于等于3分钟，稳定状态下的温度波动在±2℃以内。
2.发挥部分
〔1〕当温度到达某一设定值并稳定后，盒内温度的波动控制在±1℃以内。
〔2〕当设定的调节温差为15℃时,尽量减少到达稳定状态的调节时间，并要求超调量不超过3℃，稳定状态下的温度波动在±1℃以内。
〔3〕能记录并实时显示温度调节过程的曲线,显示的误差绝对值小于2℃。
〔4〕其他。
三、说明
〔1〕木盒的材料采用厚度小于10mm的木板。
〔2〕盒内温度检测采用具有温度测量功能的数字万用表〔测评时自带〕。
〔3〕当温度到达稳定状态的提示信号出现后立即检测调控的温度值，每次检测时间延续60s，以记录温度波动的最大值。
〔4〕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。
完好的电路原理图、重要的源程序用附件给出。
四、评分标准
设计报告
项目
主要内容
总分值
系统方案
温度自动控制系统总体方案设计
比较与选择
方案描绘
6
理论分析与计算
温度控制算法
温度自动控制系统电路设计计算
10
电路与程序设计
电路设计
程序设计
18
测试方案与测试结果
测试方案及测试条件
测试结果完好性
测试结果分析
8
设计报告构造及标准性
摘要
设计报告正文的构造
图表的标准性
8
总分
50
根本要求
实际制作完成情况
50
发挥部分
完成第〔1〕项
10
完成第〔2〕项
20
完成第〔3〕项
10
其他
10
总分
50
自主挪动式水下物体测试仪〔F题〕
一、任务
在一个直径为500mm、高150mm的塑料盆内装有120mm深的清洁自来水，盆底部在半径约为200mm、成120度夹角的位置上标注3个位置点〔A、B和C〕，在标注的位置点投放圆形〔R=10mm〕或正方形〔L=10mm〕的薄金属片，容器装置如图1所示。
设计一个可自主挪动的水下物体测试仪，能浮在水面上，并且靠旋转叶片能自主挪动，实现对水下标注位置的物体探测，其测试仪组成原理如图2所示。
图1容器装置示意图
图2测试仪原理图
二、要求
1．根本要求
〔1〕测试仪放在水上起始点处〔坐标可设定为〔0,0〕〕，上电后，需保持静止，并平稳地浮在水面上，显示出测试仪位置坐标。
〔2〕系统上电工作后，自主挪动到A标定点，记录挪动时间，动态显示出位置坐标。
〔3〕开始对A点进展水下物体探测，如发现A点有物体，要给出声光提示。
〔4〕之后连续对B和C点进展同样的探测，显示位置坐标和声光提示。
〔5〕依探测的准确性，探测过程所需时间长短以及位置坐标的检测准确等进展取分。
2．发挥部分
〔1〕能对随机位置的水下物体进展探测，并给出位置坐标。
〔2〕能对发现的水下物体材质〔铁片和石块〕进展识别。
〔3〕能对发现的铁片类物体采用电磁引力等方法，使其分开底面。
〔4〕其它功能。
三、评分标准
四、说明
采用的传感器类型不限；测试仪需做好防水以免短路损坏；尽量轻型化可放在漂浮板类物体上；旋转叶片驱动电机类型不限；可采用外部电源为系统供电。
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