全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽2010年TI杯模擬電子系統(tǒng)專題邀請(qǐng)賽試題

1、全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽2010年TI杯模擬電子系統(tǒng)專題邀請(qǐng)賽試題寬帶放大器(A題)'、任務(wù)設(shè)計(jì)制作一個(gè)5V單電源供電的寬帶低噪聲放大器，輸出為 50Q阻性負(fù)載。 、要求1. 基本要求(1) 限定采用高速運(yùn)算放大器 OPA820ID作為第一級(jí)放大電路，THS3091D 作為末級(jí)放大電路，利用 DC-DC變換器TPS61087DRC為末級(jí)放大電 路供電；(2) 放大器電壓增益三40dB(100倍)，并盡量減小帶波動(dòng)；(3) 在最大增益下，放大器下限截止頻率不高于20Hz,上限截止頻率不低 于 5MHz;(4) 在輸出負(fù)載上，放大器最大不失真輸出電壓峰峰值> 10V2. 發(fā)揮部分(1)

2、 在達(dá)到40dB電壓增益的基礎(chǔ)上，提高放大器上限截止頻率，使之不低 于 10MHz;(2) 盡可能降低放大器的輸出噪聲；(3) 放大器輸入為正弦波時(shí)，可測(cè)量并數(shù)字顯示放大器輸出電壓的峰峰值和有效值，輸出電壓(峰峰值)測(cè)量圍為0.510V，測(cè)量相對(duì)誤差小于5%;(4) 其他。三、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)報(bào)告項(xiàng)目分?jǐn)?shù)系統(tǒng)方案2理論分析與計(jì)算9電路與程序設(shè)計(jì)8測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果8設(shè)計(jì)報(bào)告結(jié)構(gòu)及規(guī)性3小計(jì)30基本要求完成第（1）項(xiàng)12完成第（2）項(xiàng)10完成第（3）項(xiàng)18完成第（4）項(xiàng)10小計(jì)50發(fā)揮部分完成第（1）項(xiàng)10完成第（2）項(xiàng)20完成第（3）項(xiàng)10完成第（4）項(xiàng)10小計(jì)50總分130圖1光源跟蹤系統(tǒng)示意圖

3、點(diǎn)光源跟蹤系統(tǒng)(B題)、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)能夠檢測(cè)并指示點(diǎn)光源位置的光源跟蹤系統(tǒng)，系統(tǒng)示意圖如 圖1所示。光源B使用單只1W白光LED，固定在一支架上。LED的電流能夠在150350mA的圍調(diào)節(jié)。初始狀態(tài)下 光源中心線與支架間的夾角 B約為60o,光源距地面高約 100cm,支架可以用手動(dòng)方式 沿著以A為圓心、半徑r約 173cm的圓周在不大于土 45o 的圍移動(dòng)，也可以沿直線LM 移動(dòng)。在光源后3 cm距離、 光源中心線垂直平面上設(shè)置 一直徑不小于 60cm暗色紙 板。光源跟蹤系統(tǒng)A放置在地面，通過使用光敏器件檢測(cè)光照強(qiáng)度判斷光源的位置，并以激光筆指示光源的位置。、要求1. 基本要求(1)

4、光源跟蹤系統(tǒng)中的指向激光筆可以通過現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置參數(shù)的方法盡快指向點(diǎn) 光源；(2) 將激光筆光點(diǎn)調(diào)偏離點(diǎn)光源中心 30cm時(shí)，激光筆能夠盡快指向點(diǎn)光源；(3) 在激光筆基本對(duì)準(zhǔn)光源時(shí)，以A為圓心，將光源支架沿著圓周緩慢(1015 秒)平穩(wěn)移動(dòng)20o (約60cm)，激光筆能夠連續(xù)跟蹤指向LED點(diǎn)光源；2. 發(fā)揮部分(1) 在激光筆基本對(duì)準(zhǔn)光源時(shí)，將光源支架沿著直線LM平穩(wěn)緩慢(15秒) 移動(dòng)60cm,激光筆能夠連續(xù)跟蹤指向光源。(2) 將光源支架旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度 B(w 20o)，激光筆能夠迅速指向光源。(3) 光源跟蹤系統(tǒng)檢測(cè)光源具有自適應(yīng)性，改變點(diǎn)光源的亮度時(shí)(LED驅(qū) 動(dòng)電流變化土 50mA)，能

5、夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)揮部分(1)的容；(4) 其他。三、說明1作為光源的LED的電流應(yīng)該能夠調(diào)整并可測(cè)量；2測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)為正常室光照，跟蹤系統(tǒng) A不正對(duì)直射和強(qiáng)光源；3 系統(tǒng)測(cè)光部件應(yīng)該包含在光源跟蹤系統(tǒng) A中；4光源跟蹤系統(tǒng)在尋找跟蹤點(diǎn)光源的過程中，不得人為干預(yù)光源跟蹤系統(tǒng)的 工作；5除發(fā)揮部分（3）項(xiàng)目外，點(diǎn)光源的電流應(yīng)為300± 15 mA;6在進(jìn)行發(fā)揮部分（3）項(xiàng)測(cè)試時(shí)，不得改變光源跟蹤系統(tǒng)的電路參數(shù)或工作 模式；四、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì) 報(bào)告項(xiàng)目分?jǐn)?shù)系統(tǒng)方案2理論分析與計(jì)算8電路與程序設(shè)計(jì)9測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果8設(shè)計(jì)報(bào)告結(jié)構(gòu)及規(guī)性3小計(jì)30基本要求完成第（1）項(xiàng)10完成第（2）項(xiàng)20完成第（3）項(xiàng)2

6、0小計(jì)50發(fā)揮 部分完成第（1）項(xiàng)15完成第（2）項(xiàng)15完成第（3）項(xiàng)15其他5小計(jì)50總分130信號(hào)波形合成實(shí)驗(yàn)電路(C題)一、任務(wù)設(shè)計(jì)制作一個(gè)電路，能夠產(chǎn)生多個(gè)不同頻率的正弦信號(hào)，并將這些信號(hào)再合成為近似方波和其他信號(hào)。電路示意圖如圖 1所示：圖1電路示意圖、要求1. 基本要求(1) 方波振蕩器的信號(hào)經(jīng)分頻與濾波處理，同時(shí)產(chǎn)生頻率為10kHz和30kHz 的正弦波信號(hào)，這兩種信號(hào)應(yīng)具有確定的相位關(guān)系；(2) 產(chǎn)生的信號(hào)波形無明顯失真，幅度峰峰值分別為6V和2V;(3) 制作一個(gè)由移相器和加法器構(gòu)成的信號(hào)合成電路，將產(chǎn)生的10kHz和30kHz正弦波信號(hào)，作為基波和3次諧波，合成一個(gè)近似方波

7、，波形幅2. 發(fā)揮部分(1) 再產(chǎn)生50kHz的正弦信號(hào)作為5次諧波，參與信號(hào)合成，使合成的波 形更接近于方波；(2) 根據(jù)三角波諧波的組成關(guān)系，設(shè)計(jì)一個(gè)新的信號(hào)合成電路，將產(chǎn)生的10kHz、30kHz等各個(gè)正弦信號(hào)，合成一個(gè)近似的三角波形；（3） 設(shè)計(jì)制作一個(gè)能對(duì)各個(gè)正弦信號(hào)的幅度進(jìn)行測(cè)量和數(shù)字顯示的電路，測(cè) 量誤差不大于5%;（4）其他。三、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)報(bào)告項(xiàng)目分?jǐn)?shù)系統(tǒng)方案2理論分析與計(jì)算9電路與程序設(shè)計(jì)8測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果8設(shè)計(jì)報(bào)告結(jié)構(gòu)及規(guī)性3小計(jì)30基本要求完成第（1）項(xiàng)12完成第（2）項(xiàng)12完成第（3）項(xiàng)26小計(jì)50發(fā)揮部分完成第（1）項(xiàng)10完成第（2）項(xiàng)20完成第（3）項(xiàng)15完成第

8、（4）項(xiàng)5小計(jì)50總分130關(guān)于 2010 年“ TI 杯”省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽實(shí)施過程的有關(guān)說明 為了更好地規(guī)2010年TI杯”省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽組織工作，保證競(jìng)賽的 公正性，本文件根據(jù)今年競(jìng)賽工作的特點(diǎn)， 補(bǔ)充了一些工作要求， 并重申競(jìng)賽規(guī) 則和競(jìng)賽紀(jì)律。希望各學(xué)校競(jìng)賽組織者和參賽者認(rèn)真閱讀并遵照?qǐng)?zhí)行。一、關(guān)于競(jìng)賽紀(jì)律1、參賽者必須是有正式學(xué)籍的全日制在校本、?？茖W(xué)生，應(yīng)準(zhǔn)備能夠證明 參賽者學(xué)生身份的有效證件（如學(xué)生證）隨時(shí)備查。每隊(duì)嚴(yán)格限制 3 人，開賽后 不得中途更換隊(duì)員。2、各參賽學(xué)校的組織工作由各校指定部門（如：教務(wù)處）負(fù)責(zé)。應(yīng)指定一 名學(xué)校競(jìng)賽負(fù)責(zé)人。3、競(jìng)賽期間，參賽隊(duì)員應(yīng)本

9、著誠(chéng)信原則，在指定競(jìng)賽場(chǎng)地完成全部競(jìng)賽任 務(wù)，不允許將設(shè)計(jì)制作實(shí)物帶出競(jìng)賽場(chǎng)地。 競(jìng)賽期間，參賽隊(duì)員不得與他人交流， 任何教師和其他人員不得介入， 如發(fā)現(xiàn)教師參與、 隊(duì)與隊(duì)之間交流、 不按規(guī)定時(shí) 間發(fā)卷、收卷和泄題等違規(guī)現(xiàn)象，將立即取消其參賽、評(píng)獎(jiǎng)資格。4、對(duì)違反測(cè)試、評(píng)審及評(píng)獎(jiǎng)有關(guān)規(guī)定的學(xué)校，全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽賽 區(qū)組委會(huì)不承認(rèn)其評(píng)獎(jiǎng)結(jié)果， 對(duì)違反規(guī)章制度的人和事， 將報(bào)請(qǐng)省教育廳有關(guān)部 門處理。二、關(guān)于競(jìng)賽規(guī)則1、要求各參賽隊(duì)在 TI公司MCU（ MSP430 Cortex M3或C2000系列）和模 擬器件（運(yùn)算放大器、 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、 電源管理、 模擬開關(guān)、 比較器、 射頻與通信、

10、傳感器等芯片）中使用不少于 3 種器件。不限于 TI 公司為競(jìng)賽所發(fā)放的器件， 多用也不限。2、參賽作品允許不使用 MCU若采用MCU則要求使用MSP430 Cortex M3 或C2000系列中的某一個(gè)或幾個(gè)型號(hào)處理器。3、在本次競(jìng)賽中， 某些賽題將會(huì)限定使用某 1 種或幾種所發(fā)放的 TI 公司器 件。除此之外的賽題，均應(yīng)符合以上 1、 2條規(guī)則。4、 允許提前做好貼片封裝芯片的轉(zhuǎn)接板。 根據(jù) TI 公司的建議， 本次競(jìng)賽允 許在高速運(yùn)放轉(zhuǎn)接板上做上關(guān)鍵的去耦和反饋節(jié)點(diǎn)，允許在DC/DC轉(zhuǎn)接板上做上 關(guān)鍵的外圍電路， 以減少寄生效應(yīng)。 但板上的器件不能任意擴(kuò)展， 并且每個(gè)轉(zhuǎn)接 板只能含一個(gè)芯

11、片，否則，酌情扣分。5、評(píng)審時(shí)，允許自帶電源，也可以使用競(jìng)賽現(xiàn)場(chǎng)提供的電源。6、評(píng)審時(shí)，參賽隊(duì)必須在規(guī)定的時(shí)間完成電路恢復(fù)工作和測(cè)試工作，對(duì)超時(shí)參賽隊(duì)測(cè)試專家有權(quán)結(jié)束該隊(duì)的測(cè)試。7、在本次競(jìng)賽中，本科組與高職高專組將使用同一套賽題，但獎(jiǎng)項(xiàng)分別設(shè) 置。三、關(guān)于競(jìng)賽時(shí)間及操作方法1、競(jìng)賽定于 2010年 8月19日上午 8時(shí)（周四）至 8月22日（周日）晚 8 時(shí)舉行。賽題將于競(jìng)賽開始時(shí)在大學(xué)（網(wǎng)址： ）中教務(wù)部主頁(yè)的右 下方“數(shù)模、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽 ”欄中公布，不再下發(fā)書面題目，有特殊困難的參賽院 校請(qǐng)與賽區(qū)組委會(huì)聯(lián)系。2、 請(qǐng)?jiān)诖髮W(xué)教務(wù)部下載2010年省“TI杯”大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽登記表， 并按規(guī)

12、定填寫完后和設(shè)計(jì)報(bào)告一起封裝在檔案袋中于交卷時(shí)上交。3、8月22日（周日）晚8時(shí)競(jìng)賽結(jié)束時(shí)，各參賽學(xué)校將各參賽隊(duì)的設(shè)計(jì)報(bào) 告裝入檔案袋后用加蓋參賽學(xué)校教務(wù)處 2個(gè)公章的密封條密封后單獨(dú)上交（參賽 隊(duì)少的用一個(gè)檔案袋，參賽隊(duì)多的可用多個(gè)檔案袋封裝）。每個(gè)參賽隊(duì)的制作實(shí) 物單獨(dú)進(jìn)行密封，制作實(shí)物的密封條由各參賽校自行解決， 每密封條上須加蓋參 賽學(xué)校教務(wù)處的公章3個(gè)，分別貼在封裝箱的正面和反面。每個(gè)參賽隊(duì)?wèi)?yīng)在箱外 留有自己能識(shí)別的記號(hào)。4、 設(shè)計(jì)報(bào)告寫作與裝訂要求：設(shè)計(jì)報(bào)告正文的圖文篇幅限制為6 頁(yè)，第一頁(yè)含300字以的設(shè)計(jì)中文摘要，正文采用小四號(hào)宋體字，單倍行距，標(biāo) 題字號(hào)自定，一律采用A4紙縱

13、向打印、裝訂，裝訂時(shí)第一頁(yè)為空白頁(yè)，電路圖可另附。設(shè)計(jì)報(bào)告每頁(yè)上方必須留出3cm空白，空白不得有任何文字，每頁(yè) 右下角注明頁(yè)碼，報(bào)告用紙由各參賽校自行解決。5、設(shè)計(jì)報(bào)告的密封方法：競(jìng)賽結(jié)束時(shí)，參賽隊(duì)按設(shè)計(jì)報(bào)告頁(yè)碼順序整理好并將設(shè)計(jì)報(bào)告密封紙?jiān)诰嘣O(shè)計(jì)報(bào)告上端約2cm處裝訂（裝訂時(shí)第一頁(yè)為空白頁(yè)），然后將參賽隊(duì)所在學(xué)校、參賽隊(duì)編號(hào)和參賽學(xué)生寫在設(shè)計(jì)報(bào)告密封紙的最 上方。設(shè)計(jì)報(bào)告裝訂好后將密封紙掀起并折向報(bào)告背后， 最后用膠水在后面粘牢。 設(shè)計(jì)報(bào)告密封紙由各參賽學(xué)校自行解決，要求統(tǒng)一使用牛皮紙，尺寸為：長(zhǎng)20cm 寬9cm設(shè)計(jì)報(bào)告上不允許出現(xiàn)參賽隊(duì)的學(xué)校、等文字。& 2010年8月22日晚2

14、2： 00前，各參賽學(xué)校將各參賽隊(duì)的設(shè)計(jì)報(bào)告的電子文稿用E-mail交賽區(qū)組委會(huì)辦公室（E-mail : jwhujuan6947sina或 hujuan699sohu.）;同時(shí)，2010年8月22日晚24:00前車程距4小時(shí)以的學(xué)校 將密封好的各參賽隊(duì)的設(shè)計(jì)報(bào)告和制作實(shí)物送交紡織大學(xué)校區(qū)現(xiàn)代教育中心。車程距超過4小時(shí)的學(xué)校應(yīng)以最快的方式送交設(shè)計(jì)報(bào)告和制作實(shí)物。上交的設(shè)計(jì)報(bào)告與其電子文檔的容應(yīng)該完全一致。7、交卷時(shí)，請(qǐng)各參賽學(xué)校注意查看“學(xué)生測(cè)試時(shí)間安排表”，并按時(shí)組織 所有參賽學(xué)生參加測(cè)試。如無特殊情況，組委會(huì)不再另行通知學(xué)生測(cè)試時(shí)間。8、2010年8月22日至8月29日，賽區(qū)組委會(huì)組織專家對(duì)所有的參賽隊(duì)進(jìn)行測(cè)試和評(píng)審。四、關(guān)于評(píng)獎(jiǎng)工作1、賽區(qū)組委會(huì)在賽區(qū)專家組的基礎(chǔ)上組成賽區(qū)評(píng)委會(huì)。賽區(qū)評(píng)委會(huì)將根椐參賽隊(duì)的作品進(jìn)行測(cè)試和論文評(píng)審，根據(jù)成績(jī)確定推選出參加第二階段競(jìng)賽的參 賽隊(duì)和省一、二、二等獎(jiǎng)，并在本科組和咼職咼專組分別設(shè)立TI杯”。獲賽區(qū)獎(jiǎng)的