2009年全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽題目(全)

A-A-PAGE6一、任務(wù)

光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置（A題）【本科組】S 1USRS=30Ω~36Ω；uREF為模擬電網(wǎng)電2VfREF45Hz~55Hz；TS n2:n1=2:1、n3:n1=1:10uF作為輸出電流的反饋信號；負(fù)載電阻LR=30Ω~36Ω。LRSIdRSIdio1++n1Ud DC-AC-濾波器uo1-uREF控制電路n3uFTuoUS二、要求基本要求

RL圖1 并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置框圖具有最大功率點跟蹤（MPPT）功能：RSRL在給定范圍內(nèi)變化時，1使Ud2US，相對偏差的絕對值不大于 。1%fREFuF的頻率1%。RS=RL=30Ω時，DC-AC變換器的效率≥60%。RS=RL=30ΩuoTHD≤5%。Ud（th）=（25±0.5）V。Io（th）=（1.5±0.2）A。發(fā)揮部分DC-AC變換器的效率，使≥80%（RS=RL=30Ω時。THD≤1%（RS=RL=30Ω時。fREF在給定范圍內(nèi)變化以及加非阻性負(fù)載時，F(xiàn) 均能保證u與u 同相，相位偏差的絕對值≤5°F 過流、欠壓故障排除后，裝置能自動恢復(fù)為正常狀態(tài)。其他。三、說明1．本題中所有交流量除特別說明外均為有效值。S2．U采用實驗室可調(diào)直流穩(wěn)壓電源，不需自制。S控制電路允許另加輔助電源，但應(yīng)盡量減少路數(shù)和損耗。PDC-AC變換器效率 o，其中PU I ，PU I 。P o o1 o1 d d dd基本要求1（2）和發(fā)揮部分3）要求從給定或條件發(fā)生變化到電1s。裝置應(yīng)能連續(xù)安全工作足夠長時間，測試期間不能出現(xiàn)過熱等故障。制作時應(yīng)合理設(shè)置測試點（1，以方便測試。設(shè)計報告正文中應(yīng)包括系統(tǒng)總體框圖、核心電路原理圖、主要流程圖、用附件給出。四、評分標(biāo)準(zhǔn)項目項目主要內(nèi)容滿分方案論證比較與選擇方案描述MPPT的控制方法與參數(shù)計算同頻、同相的控制方法與參數(shù)計算提高效率的方法濾波參數(shù)計算DC-AC主回路與器件選擇控制電路或控制程序保護(hù)電路測試方案及測試條件測試結(jié)果及其完整性測試結(jié)果分析摘要設(shè)計報告正文的結(jié)構(gòu)圖標(biāo)的規(guī)范性4理論分析與計算9設(shè)計電路與程序設(shè)計9報告測試方案與測試結(jié)果5設(shè)計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性3發(fā)揮部分總分實際制作完成情況完成第（1）完成第（2）完成第（3）完成第（4）其他總分30501052456502009年全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽試題參賽注意事項（1）2009928:00高職高專組參賽隊在【高職高專組】題目中任選一題，也可以選擇【本科組】題目。參賽隊認(rèn)真填寫《登記表》內(nèi)容，填寫好的《登記表》交賽場巡視員暫時保存。的有效證件（如學(xué)生證）隨時備查。3人，開賽后不得中途更換隊員。包括教師在內(nèi)的非參賽隊員必須迴避，對違紀(jì)參賽隊取消評審資格。（6）2009年9月5日20:00競賽結(jié)束，上交設(shè)計報告、制作實物及《登記表》，由專人封存。聲音導(dǎo)引系統(tǒng)(B題)【本科組】一、任務(wù)設(shè)計并制作一聲音導(dǎo)引系統(tǒng)，示意圖如圖1所示。mWy中點O’mWy中點O’A中點O1mBS可移動聲源1圖1系統(tǒng)示意圖圖中，ABAC，OxABO'yACOxO'yS，A、BC，聲音接收器之間可以有線連接。聲音接收器能利用可移動聲源和接收器之Ox（O'y）并用無線方式將此誤差信號傳輸至可移動聲源，引導(dǎo)其運(yùn)動?？梢苿勇曉催\(yùn)動的起始點必須在Ox線右側(cè)，位置可以任意指定。二、要求基本要求t2t圖2信號波形示意圖Ox為響應(yīng)時間，測量響應(yīng)時間，用下列公式計算出響應(yīng)的平均速度，要求平均速度大于5cm/s。平均速度＝

可移動聲源的起始位置到Ox線的垂直距離響應(yīng)時間Ox3cm。Ox5cm。Ox線后，必須有明顯的光和聲指示。功耗低，性價比高。發(fā)揮部分將可移動聲源轉(zhuǎn)向180度（可手動調(diào)整發(fā)聲器件方向本要求。10cm/s。1cm。Ox2cm。Ox10sACW點，點以后，必須有明顯的光和聲指示并停止，此時聲源距離W1cm10cm/s。平均速度＝

可移動聲源在Ox線上重新啟動位置到移動停止點的直線距離再次運(yùn)動時間其他。三、說明ASSP（MMC-1）動聲源的運(yùn)動。0.3cm于地面。誤差信號傳輸采用的無線方式、頻率不限?？梢苿勇曉吹钠脚_形式不限。Ox線保持垂直。不得依靠其他非聲音導(dǎo)航方式。移動過程中不得人為對系統(tǒng)施加影響。接收器和聲源之間不得使用有線連接。項目設(shè)計與論證項目設(shè)計與論證測試結(jié)果主要內(nèi)容整體方案比較控制方案設(shè)計、計算誤差信號產(chǎn)生控制理論簡單計算系統(tǒng)組成各種電路圖測試結(jié)果分析摘要正文結(jié)構(gòu)完整性圖表的規(guī)范性總分分?jǐn)?shù)系統(tǒng)方案712設(shè)計報告電路設(shè)計33設(shè)計報告5基本要求基本要求實際完成情況完成第（1）項30505發(fā)揮部分完成第（2）項10完成第（3）完成第（3）項10完成第（4）項10完成第（5）項10完成第（6）項5總分50參賽注意事項（1）2009928:00高職高專組參賽隊在【高職高專組】題目中任選一題，也可以選擇【本科組】題目。參賽隊認(rèn)真填寫《登記表》內(nèi)容，填寫好的《登記表》交賽場巡視員暫時保存。的有效證件（如學(xué)生證）隨時備查。3人，開賽后不得中途更換隊員。包括教師在內(nèi)的非參賽隊員必須迴避，對違紀(jì)參賽隊取消評審資格。（6）2009年9月5日20:00競賽結(jié)束，上交設(shè)計報告、制作實物及《登記表》，由專人封存。寬帶直流放大器（C題）【本科組】一、任務(wù)設(shè)計并制作一個寬帶直流放大器及所用的直流穩(wěn)壓電源。二、要求1．基本要求（1）AV≥40dBVi≤20mV。AV0～40dB內(nèi)手動連續(xù)調(diào)節(jié)。（2）最大輸出電壓正弦波有效值Vo≥2V，輸出信號波形無明顯失真。（3）3dB通頻帶0～5MHz；在0～4MHz通頻帶內(nèi)增益起伏≤1dB。放大器的輸入電阻≥50，負(fù)載電阻（50±2）。2．發(fā)揮部分V A≥60dBV≤10mV。V 在A＝60dB時，輸出端噪聲電壓的峰－峰值V ≤0.3V。V ONPP（3）3dB通頻帶0～10MHz；在0～9MHz通頻帶內(nèi)增益起伏≤1dB。oV≥10V，輸出信號波形無明顯失真。o進(jìn)一步降低輸入電壓提高放大器的電壓增益。VA0～60dB5dB（也可以連續(xù)調(diào)節(jié)（5MHz、10MHz兩點V降低放大器的制作成本，提高電源效率。其他（例如改善放大器性能的其它措施等。三、說明1所示。圖1 幅頻特性示意圖負(fù)載電阻應(yīng)預(yù)留測試用檢測口和明顯標(biāo)志，如不符合（50±2）的電阻值要求，則酌情扣除最大輸出電壓有效值項的所得分?jǐn)?shù)。2A-8圖2幅頻特性測試框圖四、評分標(biāo)準(zhǔn)項目主要內(nèi)容分?jǐn)?shù)系統(tǒng)方案比較與選擇2方案描述理論分析與計算帶寬增益積通頻帶內(nèi)增益起伏控制線性相位9抑制直流零點漂移設(shè)計放大器穩(wěn)定性報告電路與程序設(shè)計電路設(shè)計8測試方案與測試結(jié)果測試方案及測試條件測試結(jié)果完整性8測試結(jié)果分析設(shè)計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性摘要設(shè)計報告正文的結(jié)構(gòu)3圖表的規(guī)范性總分30基本要求實際制作完成情況50發(fā)揮完成第（1）項7A-9A-A-PAGE10部分完成第（2）項2完成第（3）項7完成第（4）項6完成第（5）項12完成第（6）項5完成第（7）項6其他5總分502009年全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽試題參賽注意事項（1）2009928:00高職高專組參賽隊在【高職高專組】題目中任選一題，也可以選擇【本科組】題目。參賽隊認(rèn)真填寫《登記表》內(nèi)容，填寫好的《登記表》交賽場巡視員暫時保存。的有效證件（如學(xué)生證）隨時備查。3人，開賽后不得中途更換隊員。包括教師在內(nèi)的非參賽隊員必須迴避，對違紀(jì)參賽隊取消評審資格。（6）2009年9月5日20:00競賽結(jié)束，上交設(shè)計報告、制作實物及《登記表》，由專人封存。無線環(huán)境監(jiān)測模擬裝置（D題）【本科組】一、任務(wù)設(shè)計并制作一個無線環(huán)境監(jiān)測模擬裝置，實現(xiàn)對周邊溫度和光照信息的探1255（2二、要求基本要求20℃～1002℃；1.5VD探測A監(jiān)測終端探測D探測A監(jiān)測終端探測B圖1探測節(jié)點分布示意圖5s，監(jiān)測終端天線與探測節(jié)D10cm0～10cm終端應(yīng)能正常通信。發(fā)揮部分2BABD+D1需手動設(shè)置，且探測節(jié)點A、B可以互換位置。DDD1監(jiān)測終端探測節(jié)點A探測節(jié)點B圖2節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)功能示意圖無線環(huán)境監(jiān)測模擬裝置探測時延不大5sD+D1

達(dá)到50cm。應(yīng)預(yù)留干電池供電電流的測試端子。其他。三、說明監(jiān)測終端和探測節(jié)點所用天線為圓形空芯線圈，用直徑不大于1mm5可用一號電池作骨架。天線線圈間的介質(zhì)為空氣。無線傳輸載波頻率低30MHz，調(diào)制方式自定。監(jiān)測終端和探測節(jié)點不得使用除規(guī)定天線外光照有無的變化，采用遮擋光電傳感器的方法實現(xiàn)。發(fā)揮部分須在基本要求的探測時延和探測距離達(dá)到要求的前提下實現(xiàn)。2D+D=50cm，1A3C3正常工作時的最大顯示值。如果D+D1

達(dá)不到50cm，此項目不進(jìn)行測試。圖3節(jié)點電流測試電路主要的測試結(jié)果。完整的電路原理圖、重要的源程序用附件給出。四、評分標(biāo)準(zhǔn)項目系統(tǒng)方案

主要內(nèi)容 滿分無線環(huán)境監(jiān)測模擬裝置總體方案設(shè)計 4發(fā)射電路分析理論分析與計算 接收電路分析 6通信協(xié)議分析設(shè)計 發(fā)射電路設(shè)計計算報告 接收電路設(shè)計計算電路與程序設(shè)計 總體電路圖 9工作流程圖測試方案與測試結(jié)調(diào)試方法與儀器測試數(shù)據(jù)完整性 6果 測試結(jié)果分析A-12A-A-PAGE14范性圖表的規(guī)范性總分30實際制作完成情況50完成第（1）項20完成第（2）項15完成第（3）項10其他5總分50設(shè)計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)摘要設(shè)計報告正文的結(jié)構(gòu)5基本要求發(fā)揮部分設(shè)計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)摘要設(shè)計報告正文的結(jié)構(gòu)5基本要求發(fā)揮部分2009年全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽試題參賽注意事項（1）2009928:00競賽正式開始。本科組參賽隊只能在【本科組】題目中任選一題；高職高專組參賽隊在【高職高專組】題目中任選一題，也可以選擇【本科組】題目。參賽隊認(rèn)真填寫《登記表》內(nèi)容，填寫好的《登記表》交賽場巡視員暫時保存。的有效證件（如學(xué)生證）隨時備查。3人，開賽后不得中途更換隊員。包括教師在內(nèi)的非參賽隊員必須迴避，對違紀(jì)參賽隊取消評審資格。（6）2009年9月5日20:00競賽結(jié)束，上交設(shè)計報告、制作實物及《登記表》，由專人封存。電能收集充電器（E）【本科組】一、任務(wù)1Es在一定范圍EsEs的變化極慢，監(jiān)測和控制電路應(yīng)該采用間歇工作方式，以降低其能耗?？沙潆姵氐碾妱觿軪c=3.6V，內(nèi)阻Rc=0.1Ω。RRRcsE充電器（變換器）IcRsdEc直流電源模擬可充電池二、要求

圖1測試原理示意圖（E和E用穩(wěn)壓電源提供，R用于防止電流倒灌）s c d1、基本要求在Rs=100Es=10～20VIc（EsE（Rs+R。Rs=100ΩEs盡可能低。Es0Es盡可能低。Es0時，盡量降低電池放電電流。監(jiān)測和控制電路工作間歇設(shè)定范圍為0.1s～5s。2、發(fā)揮部分Rs=1Ω，Es=1.2V～3.6V時，以盡可能大的電流向電池充電。EsEs≥1.1VRsEs＜1.1VRs=0.1Ω。電池完全放電，Es0逐漸升高時，能自動啟動充電功能（出端開路電壓＞3.6V的Es盡可能低。當(dāng)Es≥1.1V時，取RsEs＜1.1VRs=0.1Ω。降低成本。其他。三、評分標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計設(shè)計項目主要內(nèi)容滿分圖表的規(guī)范性總分30實際制作完成情況50完成第（1）項30完成第（2）項5完成第（3）項5完成第（4）項5其他5總分50報告系統(tǒng)方案報告系統(tǒng)方案理論分析與計算57電路與程序設(shè)計測試結(jié)果電源變換及控制方法實現(xiàn)方案提高效率方法的分析及計算電路設(shè)計與參數(shù)計算啟動電路設(shè)計與參數(shù)計算設(shè)定電路的設(shè)計測試數(shù)據(jù)完整性測試結(jié)果分析摘要，設(shè)計報告正文的結(jié)構(gòu)103設(shè)計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性5基本要求發(fā)揮部分EsEsIc0。Es3.6V時，Rs100Ω；Es3.6VRs1.1VRs0.1ΩEs，直到滿足要求。0Es，Rs0.1Ω；當(dāng)Es升高到高于1.1V時，更換Rs為1Ω。然后繼續(xù)升高Es，直到滿足要求。獲得更多資料和交流：/2009年全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽試題參賽注意事項（1）2009928:00高職高專組參賽隊在【高職高專組】題目中任選一題，也可以選擇【本科組】題目。參賽隊認(rèn)真填寫《登記表》內(nèi)容，填寫好的《登記表》交賽場巡視員暫時保存。的有效證件（如學(xué)生證）隨時備查。3人，開賽后不得中途更換隊員。包括教師在內(nèi)的非參賽隊員必須迴避，對違紀(jì)參賽隊取消評審資格。（6）2009年9月5日20:00競賽結(jié)束，上交設(shè)計報告、制作實物及《登記表》，由專人封存。數(shù)字幅頻均衡功率放大器（F題）【本科組】一、任務(wù)1所示。圖1 數(shù)字幅頻均衡功率放大器組成框圖二、要求基本要求前置放大電路要求：400倍（輸入正弦信號電壓有效值小于10mV。-1dB20Hz～20kHz。600。12v10kHzv10dB1。12應(yīng)用數(shù)字信號處理技術(shù)，制作數(shù)字幅頻均衡電路，對帶阻網(wǎng)絡(luò)輸出的20Hz～20kHz信號進(jìn)行幅頻均衡。要求：600。A-163經(jīng)過數(shù)字幅頻均衡處理后，以10kHz時輸出信號v 電壓幅度為準(zhǔn)，通頻帶20Hz～20kHz內(nèi)的電壓幅度波動在1.5dB以內(nèi)。3發(fā)揮部分3制作功率放大電路，對數(shù)字均衡后的輸出信號v 進(jìn)行功率放大，要求末功放管采用分立的大功率MOS晶體管。3i當(dāng)輸入正弦信號v5mV、功率放大器接8電阻負(fù)載（端接地）時，要求輸出功率≥10W，輸出電壓波形無明顯失真。i功率放大電路的-3dB20Hz～20kHz。功率放大電路的效率≥60％。其他。三、說明2際值，對精度不作要求，電容必須采用鋁電解電容。圖2 帶阻網(wǎng)絡(luò)iv5mVi題目發(fā)揮部分中的功率放大電路不得使用MOS集成功率模塊。本題中功率放大電路的效率定義為：功率放大電路輸出功率與其直流電主要的測試結(jié)果。完整的電路原理圖、重要的源程序用附件給出。四、評分標(biāo)準(zhǔn)A-17A-A-PAGE20總分：30基本要求實際制作完成情況50完成第(1)項13完成第(2)項12發(fā)揮部分完成第(3)項20其他5總分：50項目主要內(nèi)容滿分系統(tǒng)方案總體方案設(shè)計6理論分析與設(shè)計電路與程序設(shè)計項目主要內(nèi)容滿分系統(tǒng)方案總體方案設(shè)計6理論分析與設(shè)計電路與程序設(shè)計前置放大電路設(shè)計功率放大電路設(shè)計數(shù)字處理算法設(shè)計總體電路工作流程測試結(jié)果分析摘要設(shè)計報告正文的結(jié)構(gòu)圖表的規(guī)范性124設(shè)計報告測試方案與測試結(jié)果5設(shè)計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性32009年全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽試題參賽注意事項（1）2009928:00高職高專組參賽隊在【高職高專組】題目中任選一題，也可以選擇【本科組】題目。參賽隊認(rèn)真填寫《登記表》內(nèi)容，填寫好的《登記表》交賽場巡視員暫時保存。的有效證件（如學(xué)生證）隨時備查。3人，開賽后不得中途更換隊員。包括教師在內(nèi)的非參賽隊員必須迴避，對違紀(jì)參賽隊取消評審資格。（6）2009年9月5日20:00競賽結(jié)束，上交設(shè)計報告、制作實物及《登記表》，由專人封存。低頻功率放大器（G題）【高職高專組】一、任務(wù)設(shè)計并制作一個低頻功率放大器，要求末級功放管采用分立的大功率MOS晶體管。二、要求基本要求5mV8Ω電阻負(fù)載（一端接地上，輸出功率≥5W，輸出波形無明顯失真。20Hz～20kHz。600Ω。

≤5mV。0N盡可能提高功率放大器的整機(jī)效率。5%。發(fā)揮部分10Hz～50kHz。1%。在滿足輸出功率≥5W20Hz～20kHz40～60Hz50Hz出功率衰減≥6dB。其他。三、說明MOS2MHz本題功率放大電路的整機(jī)效率定義為：功率放大器的輸出功率與整機(jī)的給功率。發(fā)揮部分（4）制作的帶阻濾波器通過開關(guān)接入。主要的測試結(jié)果。完整的電路原理圖、重要的源程序用附件給出。四、評分標(biāo)準(zhǔn)性 圖表的規(guī)范性總分20實際制作完成情況50完成第（1）項10完成第（2）項10完成第（3）項15完成第（4）項10其他5總分50項目系統(tǒng)方案設(shè)計報告主要內(nèi)容總體方案設(shè)計輸出級電路設(shè)計帶阻濾波器設(shè)計顯示電路設(shè)計項目系統(tǒng)方案設(shè)計報告主要內(nèi)容總體方案設(shè)計輸出級電路設(shè)計帶阻濾波器設(shè)計顯示電路設(shè)計調(diào)試方法與儀器測試數(shù)據(jù)完整性測試結(jié)果分析摘要；設(shè)計報告正文的結(jié)構(gòu)4理論分析與設(shè)計8電路與程序設(shè)計3測試方案與測試結(jié)果3設(shè)計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)范2基本要求發(fā)揮部分2009年全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽試題參賽注意事項（1）2009928:00高職高專組參賽隊在【高職高專組】題目中任選一題，也可以選擇【本科組】題目。參賽隊認(rèn)真填寫《登記表》內(nèi)容，填寫好的《登記表》交賽場巡視員暫時保存。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)出示能夠證明參賽者學(xué)生身份的有效證件（如學(xué)生證）隨時備查。3人，開賽后不得中途更換隊員。包括教師在內(nèi)的非參賽隊員必須迴避，對違紀(jì)參賽隊取消評審資格。（6）2009年9月5日20:00競賽結(jié)束，上交設(shè)計報告、制作實物及《登記表》，由專人封存。LED點陣書寫顯示屏（H題）【高職高專組】一、任務(wù)32×32LED點陣模塊顯示屏工作在人眼不易覺察的掃描微LED點陣模塊表面時，先由光筆LED坐標(biāo)處的LED（如圖1中光筆接觸處的深色點已被點亮，從而在屏上實現(xiàn)“點亮、劃亮、反顯、整屏擦除、筆畫擦除、連寫多字、對象拖移”等書寫顯示功能。光筆光筆32×32LED點陣模塊控制器圖1LED點陣書寫顯示屏系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖二、要求基本要求在“點亮”功能下，當(dāng)光筆接觸屏上某點LED時，能即時點亮該點LED，并在控制器上同步顯示該點LED的行列坐標(biāo)值（列坐標(biāo)原點。2s40。在“反顯”功能下，能對屏上顯示的信息實現(xiàn)反相顯示（畫處不亮，無筆畫處高亮。在“整屏擦除”功能下，能實現(xiàn)對屏上所顯示信息的整屏擦除。發(fā)揮部分在“筆畫擦除”功能下，能用光筆擦除屏上所顯漢字的筆畫。30s“劃亮”方式逐個寫出四個漢字（30）寫完后再將所存四字在屏上逐個輪流顯示。先用光筆以“劃亮”方式在屏上圈定欲拖移顯示對象，再用光筆將該對象拖移到屏上另一位置。當(dāng)環(huán)境光強(qiáng)改變時，能自動連續(xù)調(diào)節(jié)屏上顯示亮度。當(dāng)光筆連續(xù)未接觸屏面的時間超過1～5min時(此時間可由控制器設(shè)定)5mA。其他。三、說明LED點陣模塊的發(fā)光顏色不限。各種功能的切換方式自定，但應(yīng)力求操作簡便。在各種功能的實際操作過程中，必要時可用按鍵或其他控制方式進(jìn)行輔助。例如屏，然后再寫下一字。5V單電源供電。設(shè)計制作時應(yīng)在電路板上留有系統(tǒng)耗電參數(shù)的測試點。主要的測試結(jié)果。完整的電路原理圖、重要的源程序和完整的測試結(jié)果用附件給出。設(shè)計項目設(shè)計項目主要內(nèi)容分?jǐn)?shù)測試方案與測試結(jié)果劃亮反顯擦除拖移屏亮自動調(diào)節(jié)3超時關(guān)顯示節(jié)電設(shè)計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性摘要設(shè)計報告正文的結(jié)構(gòu)3圖表的規(guī)范性總分20實際制作完成情況50完成第（1）項10完成第（2）項10完成第（3）項15完成第（4）項5完成第（5）項5其他5總分50