2021年-TI杯大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽題目

*陽(yáng)光明*編年I大生電設(shè)競(jìng)賽（2021.03.07A：降壓型直開關(guān)穩(wěn)壓電源．任務(wù)以TI公的降壓控制器芯片CSD18532KCSMOS場(chǎng)效應(yīng)管為核心器件，設(shè)并制作一個(gè)降壓型直流開關(guān)穩(wěn)壓電源。額定輸入直流電壓為時(shí)，定輸出直流電壓為，輸出電流最大值為。測(cè)試電路可參考圖。圖電測(cè)試連接圖．求（1）額定輸入電壓下，輸出電壓偏差；（10）（2）額定輸入電壓下，最大輸出電流；（10）（3）輸出噪聲紋波電壓峰峰值：；分（4）從滿載變到輕載時(shí)，負(fù)載調(diào)整率；（10分（5）變化到17.6V13.6V，壓調(diào)整率：（10分（6）效率；（15分（7）具有過流保護(hù)功能，動(dòng)作電流；（分*陽(yáng)光明*編

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（8）電源具有負(fù)載識(shí)別功能。增加子端口，端口可外接電阻R1kΩ-10k作負(fù)載識(shí)別端口參考圖。電源根據(jù)通過測(cè)量端口識(shí)別電阻的值，確定出電壓，；（分（9）盡量減輕電源重量，使電源不含載的重量。15分（）設(shè)計(jì)報(bào)告（分項(xiàng)

主要內(nèi)

滿分方案論證

比較與選擇方案描述降低紋波的方法

3理論分析與計(jì)算變換方法穩(wěn)壓控制方法

6電路與程序設(shè)計(jì)測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果

主回路與器件選擇其它控制電路與控制程序(若有)測(cè)試方案及測(cè)試條件測(cè)試結(jié)果及其完整性測(cè)試結(jié)果分析

63設(shè)計(jì)報(bào)告結(jié)構(gòu)摘要、報(bào)告正文結(jié)構(gòu)、公式、圖表的完整性及規(guī)范性和規(guī)范性總分．明

220（1（2（3

該開關(guān)穩(wěn)壓電源不得采用品模塊制作。穩(wěn)壓電源若含其它控制、量電路都只能由端口供電，不得增加其他輔助電源。要求電源輸出電壓精確穩(wěn)，或，作品不參與測(cè)試。2016TI杯學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽題B題：品分揀搬送裝置．任務(wù)在一個(gè)以木條（截面不大

，質(zhì)本色）圍成的的A區(qū)內(nèi)，散落著邊長(zhǎng)均為4cm正方體。設(shè)計(jì)*陽(yáng)光明*編

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一自動(dòng)物體搬運(yùn)系統(tǒng)，能快速將這些正方體移至指定區(qū)域。A域的顏色為白色，區(qū)為黑色區(qū)為紅色．要求（1）（2）（3）（4）（5）（6）

在A區(qū)內(nèi)任意放了只色正方體，以最快的速度將這些B，完180秒（24分將A區(qū)的只色方體以最快的速度移送到紅色區(qū)域；完成時(shí)間不得超過；（26分A區(qū)域12正方體中有桔黃與黑色兩種顏色，以最快的速度將桔黃色正方體移送到紅色C；（20分將A區(qū)域中的正方體改乒乓球，仍然有桔黃與黑色兩種顏色，以最快的速度將桔黃乒乓球移送到紅色區(qū)；（25分其他。（5）設(shè)計(jì)報(bào)告（分項(xiàng)目方案論證理論分析與計(jì)算電路與程序設(shè)計(jì)測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果設(shè)計(jì)報(bào)告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性

主內(nèi)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)方法論證機(jī)械機(jī)構(gòu)及電路設(shè)計(jì)物品辨識(shí)及搬運(yùn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制方法系統(tǒng)測(cè)試摘要，正文結(jié)構(gòu)規(guī)范，圖表的完整與準(zhǔn)確性總分

滿說明（1）（2）

ABC各域地面及圍欄的高度都是，AB之無間隔，C與A之的邊界木條有個(gè)長(zhǎng)度為缺口；搬運(yùn)物品過程中不得人為預(yù)（如遙控等）；*陽(yáng)光明*編

1OOO*陽(yáng)光明*編1OOO

（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）

開始搬運(yùn)物品前，不得設(shè)搬運(yùn)物體的數(shù)量；運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)需從右上方指定位置D處始動(dòng)正方體可采用木質(zhì)PVC、泡沫或其他輕質(zhì)非金屬材，不得含磁性物質(zhì)，重量不超克不限制移送物品執(zhí)行機(jī)構(gòu)形式及搬運(yùn)方式；執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以進(jìn)入A、B各域；在要求（3及（4中，誤搬黑色物體或乒乓球到區(qū)分；BC區(qū)的顏色如下：紅色（R=255G=0B=0，黑色（R=0、）乒乓球采用彩色乒乓球中黃色和黑色（或比賽用標(biāo)準(zhǔn)桔黃及用黑色噴涂的乒乓球；正方體的顏色盡量接近乒乓球的顏色，。測(cè)試時(shí)，場(chǎng)地和被搬運(yùn)物備。2016TI大生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽D題：?jiǎn)蜗嗾也ㄗ冾l電源1務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)單相正弦變頻電源，其原理框圖如圖

1示。變壓器輸入電壓

U=220V，頻電源輸出交流電壓

U為，定負(fù)載電流I為2A負(fù)為電阻性載。圖1單正弦波變頻電源原框圖2求（1）

輸出頻率范圍為20Hz~100Hz，U=36的相正弦波交流電。（15）*陽(yáng)光明*編

OOOOIOO(th)OOO*陽(yáng)OOOOIOO(th)OOO

（2）

輸出頻率f=50±0.5Hz電I時(shí)，輸出電壓U。10分（3）

負(fù)載流I在0.2～2A圍變化，負(fù)載調(diào)整率≤0.5%。（分（4）

負(fù)載電流I=2AU在～242V范圍變化時(shí)，電壓調(diào)整率≤0.5%（15分（5）

具有過流保護(hù)，動(dòng)作電流I=2.5±0.1A保護(hù)時(shí)自動(dòng)切斷輸入交流電源。10分（6）

I=2A，U時(shí)輸出正弦波電壓的

THD。（15分（7）分）（8）（9）

I=2AU，變頻電源的效率達(dá)到90%（15其他。（）設(shè)計(jì)報(bào)告（）項(xiàng)目方案論證理論分析與計(jì)算電路與程序設(shè)計(jì)測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果設(shè)計(jì)報(bào)告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性總分

主要內(nèi)容設(shè)計(jì)與論證，方案描述電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，器件選擇，仿真分析電路圖及有關(guān)設(shè)計(jì)文件測(cè)試方法與儀器，測(cè)試數(shù)據(jù)及測(cè)試結(jié)果分析摘要，正文結(jié)構(gòu)規(guī)范，圖表的完整與準(zhǔn)確性

滿分*陽(yáng)光明*編

2IOI1OOI2OU11OU21O2*陽(yáng)光明2IOI1OOI2OU11OU21O2

3明（1）

變頻電源系統(tǒng)（包括輔助源）供電僅由變壓器輸出U提。（2）

題中交流參數(shù)均為有效值（3）

本題定義：負(fù)載調(diào)整率

USOI1100%U

，其中U為I=0.2A時(shí)輸出電壓；U為I=2.0A時(shí)輸出電壓。（4）

本題定義：電壓調(diào)整率

U

U

100%

，U為U=198V時(shí)輸出電壓；U為U=242V時(shí)的輸出電壓。（5）

輔助電源可購(gòu)買電源模塊亦可自制），作為作品的組成部分，測(cè)試時(shí)，再另行提供穩(wěn)壓電源。（6）

效率測(cè)量時(shí)，可采用功率析儀或電參數(shù)測(cè)量?jī)x測(cè)量，損耗應(yīng)包括輔助電損耗，效率

POP2

，P為頻電源輸出功率，為壓器輸出功率。（7）

制作時(shí)需考慮測(cè)試方便，理設(shè)置測(cè)試點(diǎn)。2016TI大生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽E題：脈沖信號(hào)參數(shù)測(cè)量?jī)x任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)數(shù)字顯示周期性矩形脈沖信號(hào)參數(shù)測(cè)量?jī)x，其輸入阻抗為同時(shí)計(jì)并制作一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)矩形脈沖信號(hào)發(fā)生器，作為測(cè)試儀的附加功。要求*陽(yáng)光明*編

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（）量沖信號(hào)頻率，頻率范圍為～2MHz測(cè)量誤差的絕對(duì)值不大于01%。（15分）（）測(cè)量脈沖信號(hào)占空比D測(cè)范圍為％90，量誤差的絕對(duì)值不大于2%。（15分）（3）量脈沖信號(hào)幅度，幅度范圍為～，測(cè)量誤差的絕對(duì)*陽(yáng)光明*編

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值不大于2%。（15分（）量脈沖信號(hào)上升時(shí)，測(cè)量范圍為～999ns量誤差（5）提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)矩形脈沖信號(hào)發(fā)生，要求：

（30

的絕對(duì)值不大于5%。（15分）分）a)c)

頻率為1MHz，差的絕值不大于0.1%脈寬為，誤差的絕對(duì)值不大于；幅度為（載電阻為）*陽(yáng)光明*編

ck*陽(yáng)光明*編ck

上升時(shí)間不大于，過沖不大于5%（6）其他。（10分（7）設(shè)計(jì)報(bào)告。20分項(xiàng)目方案論證理論分析與計(jì)算電路與程序設(shè)計(jì)測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果設(shè)計(jì)報(bào)告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性說明

主內(nèi)比較與選擇,方案描述系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)系統(tǒng)組成，原理框圖與各部分的電路圖，系統(tǒng)軟件與流程圖測(cè)試結(jié)果完整性，測(cè)試結(jié)果分析摘要，正文結(jié)構(gòu)規(guī)范，圖表的完整與準(zhǔn)確性總分

滿（1脈沖信號(hào)參數(shù)的定義如圖示。其中，上升時(shí)間是指輸出電壓從上升到所需要時(shí)間；過沖是指脈沖峰值電壓超過脈沖電壓幅度的程度，其定義。圖沖信號(hào)參數(shù)的定義（2測(cè)脈沖信號(hào)可采用基于任意波形信號(hào)發(fā)器產(chǎn)生的信號(hào)。2016TI大生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽F題：位步時(shí)鐘提取電路任設(shè)計(jì)并制作一個(gè)從二進(jìn)制帶信號(hào)中提取位同步時(shí)鐘的電路，并能測(cè)定和顯示提取出的同步時(shí)鐘頻率，設(shè)計(jì)制作的電路組成框外輸入圖如圖示。（TTL電平）

m序列發(fā)生器

二階有源低通濾波與衰減器

A

位同步時(shí)鐘提取電路

B

位同步時(shí)鐘頻率數(shù)顯．要求

基帶信號(hào)產(chǎn)生電路

位同步時(shí)鐘輸出*陽(yáng)光明*編

圖1設(shè)制作的電路組成框圖

*陽(yáng)光明*編

（設(shè)計(jì)制作“基帶信號(hào)產(chǎn)生路”，用來模擬二進(jìn)制數(shù)字通信系統(tǒng)接收端中被抽樣決的非邏輯電平基帶信號(hào)。要求：（分①序列發(fā)生器的饋特征多項(xiàng)式（本原多項(xiàng)式）f(x)x

8

x

4

x

3

2

，其序列輸出信號(hào)及外輸

ck信均為TTL電。②設(shè)計(jì)制作截頻為的無限增益多路負(fù)反饋二階有源低通濾波器，對(duì)m序輸出信號(hào)進(jìn)行濾波，并衰減為峰-值的帶模擬信號(hào)（A信）（2當(dāng)m序發(fā)生器外輸入ck信頻率為時(shí)設(shè)計(jì)制作可從A信中提取出位同步時(shí)號(hào)）的電路，并數(shù)字顯示同步時(shí)鐘的頻率。分（3改進(jìn)位同步時(shí)鐘提取電路，當(dāng)列發(fā)生器外輸入ck號(hào)頻率在之變化時(shí)，從A信中自應(yīng)提取位同步時(shí)鐘，并數(shù)字顯示步時(shí)鐘的頻率。（分（4降低位同步時(shí)鐘（B信）的脈沖相位抖動(dòng)量

，要求

≤

1

個(gè)

位

同

步

時(shí)

鐘

周

期

的

10%

。（分（5其他。（10分（6設(shè)計(jì)報(bào)告。（分項(xiàng)目方案論證理論分析與計(jì)算電路與程序設(shè)計(jì)測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果*陽(yáng)光明*編

主內(nèi)比較與選擇，方案描述系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)系統(tǒng)組成，原理框圖與各部分的電路圖，系統(tǒng)軟件與流程圖測(cè)試結(jié)果完整性，測(cè)試結(jié)果分析

滿

*陽(yáng)光明*編設(shè)計(jì)報(bào)告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性

摘要，正文結(jié)構(gòu)規(guī)范，圖表的完整與準(zhǔn)確性?？?/p>

．說明（1位同步是數(shù)字同步傳輸?shù)幕A(chǔ)同技術(shù)，是指接收端提取的位同步時(shí)鐘與發(fā)送端時(shí)鐘在頻率上嚴(yán)格相等、相位差固定的信號(hào)同步狀態(tài)。接收端位鐘需從收到的基帶數(shù)據(jù)序列中提取，并將作為接收端的抽樣判決沖及進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)其他同步使用。數(shù)字通信系統(tǒng)中的“位”指的是基本的碼元，發(fā)送端位時(shí)鐘（題目中序列發(fā)生器外輸入時(shí)鐘）是數(shù)據(jù)序列的碼元時(shí)鐘。（2要求“基帶信號(hào)產(chǎn)生電路”必須成單獨(dú)的電路板，只能用兩條輸出信號(hào)線（A號(hào)線、地線）與位同步時(shí)鐘提取電路部分連接。（3無限增益多路負(fù)反饋二階有源低濾波器類型（如切比雪夫型或巴特沃斯型）不。2016TI大生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽G題：簡(jiǎn)易電子秤任設(shè)計(jì)并制作一個(gè)以電阻應(yīng)片為稱重傳感器的簡(jiǎn)易電子秤，電子秤的結(jié)構(gòu)如右圖所示。右圖所示，鐵質(zhì)懸臂梁固定在支架上，支架高度不大于40cm支及盤形狀與材質(zhì)不限。懸臂梁上粘貼電阻應(yīng)變片作為稱重感器。．要求（1電子秤可以數(shù)字顯示被稱物體的量，單位克）；（10分（2電子秤稱重范圍重量小于50g稱重差小于；量50g及上，稱重誤差??；（50）（）子可以設(shè)置單價(jià)（元/）可計(jì)算物品金額并實(shí)現(xiàn)金額累加；（15分（4）子秤具去皮功能去范圍不超過；（分（5其他。（10