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发表于 2007-9-3 8:38:39

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2007年电子设计大赛题目

音频信号分析仪(A题)

【本科组】

一、任务

设计、制作一个可分析音频信号频率成分,并可测量正弦信号失真度的仪器。

二、要求

1.基本要求

1)输入阻抗:50Ω

2)输入信号电压范围(峰-峰值):100mV5V

3)输入信号包含的频率成分范围:200Hz10kHz

4)频率分辨力:100Hz(可正确测量被测信号中,频差不小于100Hz的频率分量的功率值。)

5)检测输入信号的总功率和各频率分量的频率和功率,检测出的各频率分量的功率之和不小于总功率值的95%;各频率分量功率测量的相对误差的绝对值小于10%,总功率测量的相对误差的绝对值小于5%

6)分析时间:5秒。应以5秒周期刷新分析数据,信号各频率分量应按功率大小依次存储并可回放显示,同时实时显示信号总功率和至少前两个频率分量的频率值和功率值,并设暂停键保持显示的数据。

2.发挥部分

1)扩大输入信号动态范围,提高灵敏度。

2)输入信号包含的频率成分范围:20Hz10kHz

3)增加频率分辨力20Hz档。

4)判断输入信号的周期性,并测量其周期。

5)测量被测正弦信号的失真度。

6)其他

无线识别装置(B题)

【本科组】

一、任务

设计制作一套无线识别装置。该装置由阅读器、应答器和耦合线圈组成,其方框图参见图1。阅读器能识别应答器的有无、编码和存储信息。

D

阅读器

应答器

耦合线圈

耦合线圈

外接

单电源


1  无线识别装置方框图

 

装置中阅读器、应答器均具有无线传输功能,频率和调制方式自由选定。不得使用现有射频识别卡或用于识别的专用芯片。装置中的耦合线圈为圆形空芯线圈,用直径不大于1mm的漆包线或有绝缘外皮的导线密绕10圈制成。线圈直径为6.6±0.5 cm(可用直径6.6 cm左右的易拉罐作为骨架,绕好取下,用绝缘胶带固定即可)。线圈间的介质为空气。两个耦合线圈最接近部分的间距定义为D

阅读器、应答器不得使用其他耦合方式。

二、要求

1.基本要求

1)应答器采用两节1.5V干电池供电,阅读器用外接单电源供电。阅读器采用发光二极管显示识别结果,能在D尽可能大的情况下,识别应答器的有无。识别正确率≥80%,识别时间≤5秒,耦合线圈间距D5cm

2)应答器增加编码预置功能,可以用开关预置四位二进制编码。阅读器能正确识别并显示应答器的预置编码。显示正确率≥80%,响应时间≤5秒,耦合线圈间距D5cm

2.发挥部分

1)应答器所需电源能量全部从耦合线圈获得(通过对耦合到的信号进行整流滤波得到能量),不允许使用电池及内部含有电池的集成电路。阅读器能正确读出并显示应答器上预置的四位二进制编码。显示正确率≥80%,响应时间≤5秒,耦合线圈间距D5cm

2)阅读器采用单电源供电,在识别状态时,电源供给功率≤2W。在显示编码正确率≥80%、响应时间≤5秒的条件下,尽可能增加耦合线圈间距D

3)应答器增加信息存储功能,其存储容量大于等于两个四位二进制数。装置断电后,应答器存储的信息不丢失。无线识别装置具有在阅读器端写入、读出应答器存储信息的功能。

4)其他。

数字示波器(C题)

【本科组】

一、任务

设计并制作一台具有实时采样方式和等效采样方式的数字示波器,示意图如图1所示。

 

1  数字示波器示意图

二、要求

1.基本要求

1)被测周期信号的频率范围为10Hz10MHz,仪器输入阻抗为1MW,显示屏的刻度为8 div×10div垂直分辨率为8bits,水平显示分辨率≥20/ div

2)垂直灵敏度要求含1V/div0.1V/div两档。电压测量误差≤5%

3)实时采样速率≤1MSa/s,等效采样速率≥200MSa/s;扫描速度要求含20ms/div2μs /div100 ns/div三档,波形周期测量误差≤5%

4)仪器的触发电路采用内触发方式,要求上升沿触发,触发电平可调。

5)被测信号的显示波形应无明显失真。

2.发挥部分

1)提高仪器垂直灵敏度,要求增加2mV/div档,其电压测量误差≤5%,输入短路时的输出噪声峰-峰值小于2mV

2)增加存储/调出功能,即按动一次“存储”键,仪器即可存储当前波形,并能在需要时调出存储的波形予以显示。

3)增加单次触发功能,即按动一次“单次触发”键,仪器能对满足触发条件的信号进行一次采集与存储(被测信号的频率范围限定为10Hz50kHz)。

4)能提供频率为100kHz的方波校准信号,要求幅度值为0.3V±5%(负载电阻≥1 MW时),频率误差≤5%

5)其他。

程控滤波器(D题)

【本科组】

一、任务

设计并制作程控滤波器,其组成如图1所示。放大器增益可设置;低通或高通滤波器通带、截止频率等参数可设置。

1程控滤波器组成框图

二、要求

1. 基本要求

1)放大器输入正弦信号电压振幅为10mV电压增益为40dB,增益10dB步进可调,通频带为100Hz40kHz,放大器输出电压无明显失真。

2)滤波器可设置为低通滤波器,其-3dB截止频率fc1kHz20kHz范围内可调,调节的频率步进为1kHz2fc处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB, RL=1kW

3)滤波器可设置为高通滤波器,其-3dB截止频率fc1kHz20kHz范围内可调,调节的频率步进为1kHz0.5fc处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB, RL=1kW

4)电压增益与截止频率的误差均不大于10%

5)有设置参数显示功能。

2. 发挥部分

1)放大器电压增益为60dB,输入信号电压振幅为10mV;增益10dB步进可调,电压增益误差不大于5%

2)制作一个四阶椭圆型低通滤波器,带内起伏1dB-3dB通带为50kHz,要求放大器与低通滤波器在200kHz处的总电压增益小于5dB-3dB通带误差不大于5%

3)制作一个简易幅频特性测试仪,其扫频输出信号的频率变化范围是100Hz200kHz,频率步进10kHz

4)其他。

开关稳压电源(E题)

【本科组】

一、任务

设计并制作如图1所示的开关稳压电源。

1电源框图

二、要求

在电阻负载条件下,使电源满足下述要求:

1基本要求

(1) 输出电压UO可调范围:30V36V

(2) 最大输出电流IOmax2A

(3) U215V变到21V时,电压调整率SU2%IO=2A

(4) IO0变到2A时,负载调整率SI5%U2=18V

(5) 输出噪声纹波电压峰-峰值UOPP1VU2=18V,UO=36V,IO=2A

(6) DC-DC变换器的效率 70%U2=18V,UO=36V,IO=2A

(7) 具有过流保护功能动作电流IOth=2.5±0.2A

2发挥部分

(1) 进一步提高电压调整率,使SU0.2%IO=2A);

(2) 进一步提高负载调整率,使SI0.5%U2=18V

(3) 进一步提高效率,使 85%