電賽試題發(fā)布會

“中航津電杯”第九屆電子電路設(shè)計競賽暨2015年全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽選拔賽試題發(fā)布會2014年10月27日“中航津電杯”第九屆電子電路設(shè)計競賽發(fā)布會目錄

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試題發(fā)布及答疑“中航津電杯”第九屆電子電路設(shè)計競賽發(fā)布會目錄

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試題發(fā)布及答疑“中航津電杯”第九屆電子電路設(shè)計競賽嘉賓介紹“中航津電杯”第九屆電子電路設(shè)計競賽領(lǐng)導(dǎo)致開幕詞“中航津電杯”第九屆電子電路設(shè)計競賽發(fā)布會目錄

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試題發(fā)布及答疑“中航津電杯”第九屆電子電路設(shè)計競賽報名自教務(wù)處發(fā)文起至10月17日晚18:00截止。準(zhǔn)備作品作品登記表請于11月20日晚18:00之前發(fā)到dzdlsj_nuaa@163.com初賽暫定11月22日，屆時會有通知，11月25日前公布進(jìn)入決賽的作品。決賽及閉幕式暫定11月29日下午舉行，比賽結(jié)束于閉幕式現(xiàn)場公布獲獎作品。“中航津電杯”第九屆電子電路設(shè)計競賽南航自動化科協(xié)更多關(guān)注nuaazdhkx“中航津電杯”第九屆電子電路設(shè)計競賽發(fā)布會目錄

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試題發(fā)布及答疑“中航津電杯”第九屆電子電路設(shè)計競賽特等獎：2000元一等獎：800元二等獎：500元變化1：增設(shè)獎金新“中航津電杯”第九屆電子電路設(shè)計競賽實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)為3404實(shí)驗(yàn)室，上課期間不統(tǒng)一安排實(shí)驗(yàn)，以進(jìn)滿30組為止。周一至周五周六、周日實(shí)驗(yàn)安排表將隨后公布到微信，紙飛機(jī)，人人，奧蘭系統(tǒng)上。中午：12:00-14:00晚上：18:00-21:30上午：8:00-12:30下午：12:30-17:00晚上：17:00-21:30變化2：實(shí)驗(yàn)室使用流程新“中航津電杯”第九屆電子電路設(shè)計競賽發(fā)布會目錄

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試題發(fā)布及答疑“中航津電杯”第九屆電子電路設(shè)計競賽“中航津電杯”第九屆電子電路設(shè)計競賽參賽說明1、賽題分為：初級組(一、二年級)和高級組(三、四年級)兩大類（其中F題為選做）。2、一、二年級學(xué)生可獨(dú)立組隊(duì)，完成初級組賽題或完成高級組賽題中的“基本要求”部分，按初級組評獎；3、三、四年級學(xué)生組隊(duì)參賽，完成高級組賽題，按高級組評獎。不可參加初級組及評獎。4、如果參賽隊(duì)伍中有高年級和低年級學(xué)生混合組隊(duì)的情況，則按高級組參賽處理?！爸泻浇螂姳钡诰艑秒娮与娐吩O(shè)計競賽ABCDEFGH低頻信號調(diào)理電路【高級組】“中航津電杯”第九屆電子電路設(shè)計競賽一、任務(wù)

設(shè)計并制作一個低頻信號調(diào)理電路，其組成如圖1所示。包括放大器與濾波器等部分，其中，放大器增益可控；濾波器的類型（低通、高通或帶通）以及通帶、截止頻率等參數(shù)可控?！爸泻浇螂姳钡诰艑秒娮与娐吩O(shè)計競賽二、要求

1.基本要求（1）調(diào)理電路的輸入可以從mp3或信號源輸入低頻（100Hz～100kHz）信號，輸出可以帶600Ω負(fù)載或驅(qū)動8Ω喇叭（2～5W）。（2）放大器部分。輸入低頻正弦信號電壓振幅為10mV，電壓增益為0～40dB，可擴(kuò)展到60dB；增益步進(jìn)程控可調(diào)，步進(jìn)越小越好；電壓增益誤差不大于5%；通頻帶為100Hz～100kHz，接600Ω負(fù)載時，放大器輸出電壓無明顯失真。（3）濾波器部分。當(dāng)設(shè)置為低通濾波器時，其-3dB截止頻率fc分別為3.4kHz、20kHz和50kHz三檔程控可調(diào)。當(dāng)設(shè)置為高通濾波器時，其-3dB截止頻率fc分別為200Hz、10kHz和30kHz三檔程控可調(diào)。當(dāng)設(shè)置為帶通濾波器時，其帶寬為300Hz～3.4kHz。以上濾波器的截止頻率的誤差均不大于5%?！爸泻浇螂姳钡诰艑秒娮与娐吩O(shè)計競賽2.發(fā)揮部分（1）具有AGC功能。當(dāng)調(diào)理電路的信號輸入接mp3信號時，濾波器應(yīng)設(shè)置為帶通濾波器，輸出負(fù)載為8Ω喇叭，此時調(diào)理電路的輸入信號幅度在10mV～5V間變化時，調(diào)理電路輸出默認(rèn)值保持在2V±0.1V內(nèi)，波動越小越好。（2）能夠顯示輸入信號幅度大小及頻率高低。

（3）其他自主發(fā)揮設(shè)計。“中航津電杯”第九屆電子電路設(shè)計競賽ABCDEFGH高速差模信號放大器【高級組】“中航津電杯”第九屆電子電路設(shè)計競賽一、任務(wù)

設(shè)計并制作一個具有差分輸入、單端輸出功能的高速差模信號放大器。“中航津電杯”第九屆電子電路設(shè)計競賽二、要求

（1）自制一個差模信號源，實(shí)現(xiàn)將單端信號Vin轉(zhuǎn)換為差模信號輸出（VA

、VB）。單端信號Vin為正弦波，頻率范圍為DC～20MHz，振幅為100mV～2V。差模信號源的要求如下：a.差模信號源的輸入阻抗為50Ω，VA、VB路對地輸出阻抗為50Ω；

b.輸出差模信號對稱，無明顯失真；

c.差模信號源的放大倍數(shù)為2（差模信號源的放大倍數(shù)定義為（VA-VB）/Vin）；d.VA、VB端的直流分量在±2.0V范圍內(nèi)可手動調(diào)節(jié)（見說明（2））。“中航津電杯”第九屆電子電路設(shè)計競賽（2）設(shè)計一個差模信號放大器，其中輸入信號VC、VD對地電壓范圍為±4V；（VC–VD）的最大輸入范圍為±4V；要求（見說明（3））a.輸出單端信號VE的最大允許輸出范圍應(yīng)能達(dá)到±4V；

b.VC、VD輸入阻抗應(yīng)大于或等于150kΩ，VE端的輸出阻抗為50Ω；

c.差模信號放大器的增益（定義為VE/(VC–VD)）可設(shè)定為1倍或10倍?！爸泻浇螂姳钡诰艑秒娮与娐吩O(shè)計競賽（3）連接差模信號源及差模信號放大器，要求：

a.設(shè)定差模信號放大器的增益為10倍，在DC-20MHz范圍內(nèi)，Vin到VE的帶內(nèi)起伏不大于1dB；并盡可能擴(kuò)展1dB起伏帶寬（見說明（4））。

b.設(shè)定差模信號放大器的增益為10倍，當(dāng)Vin接地時，VE的輸出振幅不大于10mV,VE的輸出直流偏置的絕對值不大于50mV。

c.設(shè)定差模信號放大器增益為10倍時，調(diào)節(jié)VA、VB上的輸出直流分量在±2V間變化時，輸出VE應(yīng)無明顯失真；

d.設(shè)定差模信號放大器增益為1倍時，改變Vin為頻率DC～3MHz，振幅100mV～2V的方波信號時，輸出信號VE應(yīng)無明顯失真?！爸泻浇螂姳钡诰艑秒娮与娐吩O(shè)計競賽（4）設(shè)定差模信號放大器的增益為10，在（3）a中測得的1dB起伏帶寬范圍內(nèi)測量差模信號放大器的共模抑制比，要求在DC～1MHz的共模抑制比不小于

40dB，1MHz～20MHz的共模抑制比不小于32dB。（見說明（5））（5）其他創(chuàng)新發(fā)揮；“中航津電杯”第九屆電子電路設(shè)計競賽三、說明

（1）本題制作不超過兩塊印制電路板，要求如下：

①電路板為單雙面板，長寬不超過6cm×10cm；

②在線路所在層利用PlaceString放置自己組的編號，大小適中；

（2）VA，VB的直流分量如圖2中VDC所示：圖2Vin、VA、VB

與VDC的圖例（此時差模信號源的放大倍數(shù)為1）“中航津電杯”第九屆電子電路設(shè)計競賽（3）測試2（2）時，可以使用自制差模信號源，或臺式信號源輸出的差模信號對；

（4）1dB起伏帶寬的定義:圖31dB起伏帶寬示意“中航津電杯”第九屆電子電路設(shè)計競賽串聯(lián)單端轉(zhuǎn)差分電路和差模信號放大器，設(shè)定差模信號放大器的增益電路為10倍，在Vin處輸入振幅為200mV的正弦信號，從1KHz開始向上增加Vin的頻率，當(dāng)VE的振幅降低到小于3.56V，或VE的振幅上升到大于4.49V時，記錄此時Vin的頻率為f1dB?！爸泻浇螂姳钡诰艑秒娮与娐吩O(shè)計競賽(5)差模信號放大器的共模抑制比測量方法：調(diào)節(jié)輸入正弦信號Vin2的振幅為4V，通過等長走線確保VC和VD的輸入同相（注意信號源與差模信號放大器應(yīng)就近共地），調(diào)節(jié)Vin2的頻率（-1dB帶寬范圍內(nèi)）并記錄對應(yīng)頻率下VE的輸出信號振幅。（6）作品輸入和輸出連接均用BNC公制接頭。圖4.共模抑制比測量示意圖“中航津電杯”第九屆電子電路設(shè)計競賽ABCDEFGH停車場閘桿及車庫卷閘門控制裝置【高級組】“中航津電杯”第九屆電子電路設(shè)計競賽一、任務(wù)

分別設(shè)計并制作兩種控制裝置：一是對汽車出入居民小區(qū)的閘桿控制，二是對汽車出入車庫的卷閘門控制。“中航津電杯”第九屆電子電路設(shè)計競賽二、要求1、基本要求(1)用不大于1.5m*1.5m白紙模擬居民小區(qū)，在此區(qū)域內(nèi)演示汽車由外歸來進(jìn)入居民小區(qū)和自家車庫的全過程。居民小區(qū)的大門寬度為汽車寬度的1.5倍，車庫長度為汽車長度的1.5倍、車庫寬度為汽車寬度的1.5倍?？捎脭r柵替代卷閘門。車庫用三塊及木板搭建。小區(qū)的大門闡桿置于白紙邊緣，左右位置自主選定。車庫位置（含欄柵）以及汽車起始位置，由評測專家現(xiàn)場決定。場地內(nèi)不得設(shè)置任何標(biāo)置。(2)閘桿控制裝置。當(dāng)汽車駛至距大門50CM時，控制器通過感應(yīng)器(如地感線圈、攝像頭)檢測到汽車，并控制闡桿迅速抬起，待檢測到汽車駛離距大門50CM后，再將闡桿放下。闡桿控制器不能使用成品模塊，也不能帶有任何有線、無線收發(fā)裝置或模塊。(3)車庫卷閘門控制裝置。汽車進(jìn)入小區(qū)后，自行行駛到自家車庫前，卷閘門自動抬起，待汽車入庫后，卷閘門自動落下。每次入庫時間應(yīng)不大于5分鐘?！爸泻浇螂姳钡诰艑秒娮与娐吩O(shè)計競賽2、發(fā)揮部分（1）能判定汽車駛?cè)肱c駛出小區(qū)功能，并記錄其車牌號。（2）汽車倒車入庫。（3）汽車未能準(zhǔn)確入庫時，欄柵無法落下。欄柵在2分鐘內(nèi)未落下，發(fā)出報警信號。（4）自行發(fā)揮部分，要求實(shí)用、合理?！爸泻浇螂姳钡诰艑秒娮与娐吩O(shè)計競賽ABCDEFGH簡易頻譜檢測設(shè)備【高級組】“中航津電杯”第九屆電子電路設(shè)計競賽一、任務(wù)

設(shè)計出可檢測一定頻率范圍內(nèi)的頻譜檢測設(shè)備，其系統(tǒng)框圖如圖所示?！爸泻浇螂姳钡诰艑秒娮与娐吩O(shè)計競賽二、要求1．基本要求(1)通過在輸入端施加疊加30k～100kHz高頻諧波的115V400Hz正弦信號，通過所設(shè)計的帶通濾波器實(shí)現(xiàn)提取30k～100kHz諧波信號的功能(注：115V400Hz正弦信號為航空中頻電源，用于飛機(jī)和機(jī)載設(shè)備設(shè)備供電)；(2)采用28系列DSP對高次諧波信號進(jìn)行采樣，要求采樣頻率200kHz；(3)在DSP中實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波功能，濾波頻率20k～80kHz；(4)設(shè)計FFT算法，對所有采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域分析；(5)通過422總線實(shí)時傳輸AD采樣數(shù)據(jù)和頻域分析后的數(shù)據(jù)。“中航津電杯”第九屆電子電路設(shè)計競賽2．發(fā)揮部分(1)編寫功能完善的用于數(shù)據(jù)讀取的上位機(jī)程序；(2)實(shí)現(xiàn)通信、電源、AD采樣自檢功能；(3)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的掉電存儲功能；(4)實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波頻率可調(diào)?！爸泻浇螂姳钡诰艑秒娮与娐吩O(shè)計競賽ABCDEFGH簡易數(shù)字交流電橋【高級組】“中航津電杯”第九屆電子電路設(shè)計競賽一、任務(wù)

設(shè)計出一數(shù)字交流電橋，其利用自身生成的正弦波給交流電橋供電，檢測傳感器的交流阻抗。“中航津電杯”第九屆電子電路設(shè)計競賽二、要求1．基本要求（1）外部供電電壓為干電池，需設(shè)計固定輸出正弦波：2VAC，1000Hz的交流電源，并利用電源模塊生成±15VDC直流電源和5VDC直流電源。其中2VAC，1000Hz正弦波為交流電橋供電，±15VDC直流電源為采集電路（即放大電路、有效值轉(zhuǎn)換模塊和AD模塊）供電，5VDC直流電源為數(shù)據(jù)處理電路（即CPU模塊）供電。（2）某傳感器的輸入交流阻抗：0Ω～200kΩ,其容抗和感抗忽略不計。通過數(shù)字交流電橋?qū)ζ錅y量，精度要求：

Z=0Ω～99Ω范圍：精度為±0.5Ω；Z=100Ω～999Ω范圍：精度為±2Ω；Z=1000Ω～9999Ω范圍：精度為±Z×5%；Z=10kΩ～200kΩ范圍：精度為±Z×10%。（3）具備CAN通訊能力，通訊速率為512k。（4）通過上位機(jī)顯示阻抗值?！爸泻浇螂姳钡诰艑秒娮与娐吩O(shè)計競賽2．發(fā)揮部分

(1)電池采用可充電的蓄電池或鋰電池，并設(shè)計相應(yīng)的充電電路和保護(hù)電路，充電輸入電壓為市電。（2）能對采集電路進(jìn)行自檢測；(3)低阻抗檔向高阻抗檔采集轉(zhuǎn)換時間不超過0.2s；（4）上位機(jī)程序具備數(shù)據(jù)實(shí)時存儲和曲線顯示功能?！爸泻浇螂姳钡诰艑秒娮与娐吩O(shè)計競賽ABCDEFGH

恒溫水箱控制系統(tǒng)設(shè)計【高級組】“中航津電杯”第九屆電子電路設(shè)計競賽一、任務(wù)

設(shè)計一個恒溫水箱控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水箱水量及溫度的控制，并使該系統(tǒng)具有較好的自檢測功能。“中航津電杯”第九屆電子電路設(shè)計競賽二、要求1、基本要求（1）進(jìn)行水箱加熱系統(tǒng)、水位控制設(shè)計，加熱器由3個加熱器件組成，AC115V/400Hz供電，三角形接法，功率約為3000VA；（2）要求溫度維持在20℃～40℃之間；（3）要求水位可連續(xù)測量，水位不允許低于水箱容量的20%，不允許高于水箱容量的95%，水箱為圓柱形，立式放置；（4）可進(jìn)行溫度及水量顯示，溫度測量精度±2℃，溫度測量范圍0℃～120℃,水位測量精度為±5mm，水位測量范圍為0～1200mm，顯示精度為小數(shù)點(diǎn)后一位?！爸泻浇螂姳钡诰艑秒娮与娐吩O(shè)計競賽2、選做部分（1）給出水位測量傳感器的設(shè)計思路。（2）實(shí)現(xiàn)加熱器輸出功率控制電路負(fù)載狀態(tài)（斷路、短路等情況）的監(jiān)測，要求對每一路監(jiān)測。“中航津電杯”第九屆電子電路設(shè)計競賽ABCDEFGH聲光控制的LED樓道燈(初級組)“中航津電杯”第九屆電子電路設(shè)計競賽一、任務(wù)

一人一組，設(shè)計與制作聲光控制的LED樓道燈。“中航津電杯”第九屆電子電路設(shè)計競賽二、要求(1)白天光線較強(qiáng)時，受光控自鎖，有聲響也不通電開燈；當(dāng)傍晚環(huán)境光線變暗后，開關(guān)自動進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，遇有說話聲、腳步聲等聲響時，會立即通電,亮燈，并延時半分鐘后自動斷電。(2)用電