2011年全国创新电子大赛预测题权威版


全国大学生电子设计大赛 华南理工大学广州汽车学院 华南理工大学广州汽车学院 校内选拔模拟 模拟赛赛题 校内选拔模拟赛赛题
——简易智能液体加注装置 题目 A——简易智能液体加注装置 ——
一、任务
设计并制作一个简易智能液体加注装置,其参考结构示意图如下,水杯可用 纸杯。

二、要求
1.基本要求 (1)从 A 号杯开始,依次向 A、B、C、D、E、F 号纸杯内加注水,使纸杯中的水 达到指定量; (2)纸杯中水的多少由键盘输入,范围为 0~20ml,误差不大于 0.1ml; (3)在不同纸杯内的水量应不同; (4)加注完成后小车回到 A 号杯位置,并给出声光报警。 2.发挥部分 (1)当原纸杯中有水且水量少于设定的量时,则只加入所缺少的部分; (2)当原纸杯中有水且水量大于设定的量时,则从纸杯中把多余的水抽走; (3)当水桶中的水量过少时(高度小于 0.5cm) ,能够给出报警; (4)其它。

三、说明
1.题图仅供参考,可以不采用天桥、天车的形式,只要能完成液体加注即可。 . 2.容器可不采用纸杯,但容积必须足够,以使加液量能达到 20ml。 .

四、评分标准
项目 基本要求 设计与总结报告:方案比较、设计与论证,理论分析与计算,电路 图及有关设计文件,测试方法与仪器,测试数据及测试结果分析 实际完成情况 完成第(1)项 完成第(2)项 发挥部分 完成第(3)项 其它,每多加一种功能加 5 分,最高不超过 15 分 注:论文 30 分 满分 50 50 15 15 5 15

——点光源跟踪系统 题目 B——点光源跟踪系统 ——
一、任务
设计并制作一个能够检测并指示点光源位置的光源跟踪系统,示意图如图 B.1 所示。

图 B.1 光源跟踪系统示意图 光源 B 使用单只 1W 白光 LED,固定在一支架上。LED 的电流能够在 150~350mA 的范 围内调节。初始状态下光源中心线与支架间的夹角θ约为 60?,光源距地面高约 100cm,支 架可以用手动方式沿着以 A 为圆心、半径 r 约 173cm 的圆周在不大于±45?的范围内移动, 也可以沿直线 LM 移动。在光源后 3 cm 距离内、光源中心线垂直平面上设置一直径不小于 60cm 暗色纸板。 光源跟踪系统 A 放置在地面,通过使用光敏器件检测光照强度判断光源的位置,并以 激光笔指示光源的位置。

二、要求
1、基本要求 、 (1)光源跟踪系统中的指向激光笔可以通过现场设置参数的方法尽快指向点光源; (2)将激光笔光点调偏离点光源中心 30cm 时,激光笔能够尽快指向点光源; (3)在激光笔基本对准光源时,以 A 为圆心,将光源支架沿着圆周缓慢(10~15 秒内) 平稳移动 20?(约 60cm) ,激光笔能够连续跟踪指向 LED 点光源; 2、发挥部分 、 (1) 在激光笔基本对准光源时, 将光源支架沿着直线 LM 平稳缓慢 (15 秒内) 移动 60cm,

激光笔能够连续跟踪指向光源。 (2)将光源支架旋转一个角度 β(≤20?) ,激光笔能够迅速指向光源。 (3)光源跟踪系统检测光源具有自适应性,改变点光源的亮度时(LED 驱动电流变化± 50mA) ,能够实现发挥部分(1)的内容; (4)其他。

三、说明
1.作为光源的 LED 的电流应该能够调整并可测量; 2.测试现场为正常室内光照,跟踪系统 A 不正对直射阳光和强光源; 3.系统测光部件应该包含在光源跟踪系统 A 中; 4.光源跟踪系统在寻找跟踪点光源的过程中,不得人为干预光源跟踪系统的工作; 5.除发挥部分(3)项目外,点光源的电流应为 300±15 mA; 6.在进行发挥部分(3)项测试时,不得改变光源跟踪系统的电路参数或工作模式;

四、评分标准
项 目 系统方案 设计 报告 理论分析与计算 电路与程序设计 测试方案与测试结果 设计报告结构及规范性 小计 完成第(1)项 基本 要求 完成第(2)项 完成第(3)项 小计 完成第(1)项 发挥 部分 完成第(2)项 完成第(3)项 其他 小计 总分 分数 2 8 9 8 3 30 10 20 20 50 15 15 15 5 50 130

——单相正弦波变频电源 题目 C——单相正弦波变频电源
一、任务
设计并制作一个单相正弦波变频电源,输出电压有效值为 15~36V 可调,最 大负载电流有效值为 1A,负载为电阻负载。变频电源框图如下图所示。

显示 二、要求
1.基本要求 1.基本要求 (1)输出频率范围为 20Hz~100Hz,且输出电压有效值为 15V~36V 可调的单相 交流电; (2)输出电压波形应尽量接近正弦波,用示波器观察无明显失真; (3)当输入电压为 198V~242V,负载电流有效值为 0.5~1A 时,输出电压有效 值应保持在 15V,误差的绝对值小于 5%; (4)具有过流保护(输出电流有效值达 1.5A 时动作),保护时自动切断输入交流 电源。 2.发挥部分 2.发挥部分 (1)当输入电压为 198V~242V,负载电流有效值为 0.5~1A 时,输出电压有效 值应保持在 15V,误差的绝对值小于 2%; (2)设计制作具有测量、显示该变频电源输出电压、电流、频率和功率的电路, 测量误差的绝对值小于 5%; (3)其它。

三、说明
1.不能使用产生SPWM(正弦波脉宽调制)波形的专用芯片; 2.必要时,可以在隔离变压器前使用自耦变压器调整输入电压;可用滑动变阻器 或电阻箱模拟负载; 3.输出功率可通过电流、电压的测量值计算。

评分标准 四、评分标准
项目 基本要 求 发挥部 分 设计与总结报告:方案比较、设计与论证,理论分析与计 算,电路图及有关设计文件,测试方法与仪器,测试数据 及测试结果分析 实际完成情况 完成第(1)项 完成第(2)项 满分 50 50 20 24

注:论文 30 分

——程控高增益选频放大器设计 题目 D——程控高增益选频放大器设计
一、任务
1.设计一个程控高增益选频放大器。 2.自制一个幅度按指数规律衰减的正弦波信号源。

二、要求
1.基本要求 1.基本要求 (1)增益:80dB~100dB 程控,调整步长:6dB (2)中心频率调整范围:1.3KHz~3.1 KHz (3)中心频率调整步长:不大于 50Hz (4)通频带宽度:不大于 100 Hz (5)增益与中心频率程控方法:键盘输入增益(dB)与中心频率(Hz) ,同时显示 之。 2.发挥部分 2.发挥部分 (1)增益:有较大改进(大于 10dB) (2)中心频率调整步长:1Hz (3)自制信号源——衰减正弦波如下图所示:

正弦波频率 1KHz~4 KHz 可调;调整步长 1Hz;初始相位为零;幅度按指数 规律衰减;手动触发一次发出一个衰减正弦波;衰减到初始幅度的 10%需延续时 间 100ms~1000 ms。 (4)注意电磁兼容。 (5)其它。

三、评分标准
项目 满 分

基本要 求

设计与总结报告:方案比较、设计与论证,理论分析与计算, 电路图 50 及有关设计文件、测试方法与仪器,测试数据及测试结果分析。 实际制作完成情况 完成(1)项 完成(2)项 50 6 6 25 5 8

发挥部 分

完成(3)项 完成(4)项 其它

注:论文 30 分

——宽带放大器 题目 E——宽带放大器 ——
一、任务
设计制作一个 5V 单电源供电的宽带低噪声放大器,输出为 50Ω 阻性负载。

二、要求
1.基本要求 . (1)限定采用高速运算放大器作为第一级放大电路,利用 DC-DC 变换器为末级放大电 路供电; (2)放大器电压增益≥40dB(100 倍),并尽量减小带内波动; (3)在最大增益下,放大器下限截止频率不高于 20Hz,上限截止频率不低于 5MHz; (4)在输出负载上,放大器最大不失真输出电压峰峰值≥10V。 2.发挥部分 . (1)在达到 40dB 电压增益的基础上,提高放大器上限截止频率,使之不低于 10MHz; (2)尽可能降低放大器的输出噪声; (3)放大器输入为正弦波时,可测量并数字显示放大器输出电压的峰峰值和有效值, 输出电压(峰峰值)测量范围为 0.5~10V,测量相对误差小于 5%; (4)其他。

三、评分标准
项 目 系统方案 设计 报告 理论分析与计算 电路与程序设计 测试方案与测试结果 设计报告结构及规范性 小计 完成第(1)项 基本 要求 完成第(2)项 完成第(3)项 完成第(4)项 小计 完成第(1)项 发挥 部分 完成第(2)项 完成第(3)项 其他 小计 总分 分数 2 9 8 8 3 30 12 10 18 10 50 10 20 10 10 50 130

——三角波斜率测量仪 题目 F——三角波斜率测量仪
一、任务
(1)设计占空比可调(即图 2 中 AO/AB 可调)的三角波发生器,作为三角波测量 仪的信号输入。 (2)设计三角波测量电路,能够完成三角波幅度、频率、斜率的测量。 (3)设计显示电路,能够完成波形和测量数据的显示。 (4)能够测量由外部信号发生器产生的任意波形。 系统框图见图 1 所示。
检测点 外接信号发生器 示波器

三角波发生器

测量电路

波形产生控制电路

检测控制电路

测量结果显示

图1

二、要求
1.基本要求 (1)自行设计三角波发生器电路。要求频率、占空比、幅度连续可调。变化范 围要求如下: 频率范围 10KHz~100KHz; 占空比范围(即图 2 中 AO/OB)30%~60%; 幅度范围(即图 2 中 OC)0.5V 到 4V。 (2)三角波幅度测试:要求测试电路完成三角波幅度的测量并显示出测量结果。 测量误差不大于 10%; (3)三角波频率测试: 要求测试电路完成三角波频率的测量并显示出测量结 果。测量误差不大于 10%; (4)三角波斜率测试: 要求测试电路完成三角波斜率的测量(即 CO/AO)并显示 出测量结果。测量误差不大于 10%。

A/V C





A

O

B

f/Hz

图2

占空比可调三角波示意图

2.发挥部分 (1)三角波发生器电路的频率范围可以扩展到 1KHz~300KHz; 占空比变化范围(即图 2 中 AO/OB)可以扩展到 20%~80%。 (2)将三角波测量电路的频率误差减小到不大于 5%; (3)将三角波测量电路的斜率误差减小到不大于 5%; (4)将三角波测量电路的幅度误差减小到不大于 5%; (5)可测量其它波形及相应参数。

三、说明
三角波测量电路与三角波发生电路的连接只允许存在信号线与地线, 不允许 在两个模块之间存在其他连线。

四、评分标准 评分标准
项目 设计与总结报告:方案比较、设计与论证,理论分析与计算,电路图 基本要求 及有关设计文件,测试方法与仪器,测试数据及测试结果分析 实际完成情况 完成第(1)项 完成第(2)项 发挥部分 完成第(3)项 完成第(4)项 完成第(5)项 注:论文 30 分 得分 50 50 15 10 10 10 5


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