历年全国电子设计大赛题目(2009-2011)

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1、全国大学生电子设计竞赛历年题目（20092011）2009年全国大学生电子设计竞赛试题参赛注意事项（1）2009年9月2日8:00竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。（2）参赛队认真填写登记表内容，填写好的登记表交赛场巡视员暂时保存。（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。（4）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。（5）参赛队必须在学校指定的竞赛场地内进行独立设计和制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员

2、必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。（6）2009年9月5日20:00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及登记表，由专人封存。光伏并网发电模拟装置（A题）【本科组】一、任务设计并制作一个光伏并网发电模拟装置，其结构框图如图1所示。用直流稳压电源US和电阻RS模拟光伏电池，US=60V，RS=3036；uREF为模拟电网电压的正弦参考信号，其峰峰值为2V，频率fREF为45Hz55Hz；T为工频隔离变压器，变比为n2:n1=2:1、n3:n1=1:10，将uF作为输出电流的反馈信号；负载电阻RL=3036。图1 并网发电模拟装置框图二、要求1基本要求（1）具有最大功率点跟踪（MPPT）功能：RS和

3、RL在给定范围内变化时，使，相对偏差的绝对值不大于1%。（2）具有频率跟踪功能：当fREF在给定范围内变化时，使uF的频率fF=fREF，相对偏差绝对值不大于1%。（3）当RS=RL=30时，DC-AC变换器的效率60%。（4）当RS=RL=30时，输出电压uo的失真度THD5%。（5）具有输入欠压保护功能，动作电压Ud（th）=（250.5）V。（6）具有输出过流保护功能，动作电流Io（th）=（1.50.2）A。2发挥部分（1）提高DC-AC变换器的效率，使80%（RS=RL=30时）。（2）降低输出电压失真度，使THD1%（RS=RL=30时）。（3）实现相位跟踪功能：当fREF在给定范

4、围内变化以及加非阻性负载时，均能保证uF与uREF同相，相位偏差的绝对值5。（4）过流、欠压故障排除后，装置能自动恢复为正常状态。（5）其他。三、说明1本题中所有交流量除特别说明外均为有效值。2US采用实验室可调直流稳压电源，不需自制。3控制电路允许另加辅助电源，但应尽量减少路数和损耗。4DC-AC变换器效率，其中，。5基本要求（1）、（2）和发挥部分（3）要求从给定或条件发生变化到电路达到稳态的时间不大于1s。6装置应能连续安全工作足够长时间，测试期间不能出现过热等故障。7制作时应合理设置测试点（参考图1），以方便测试。8设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测

5、试结果。完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果用附件给出。四、评分标准项目主要内容满分设计报告方案论证比较与选择方案描述4理论分析与计算MPPT的控制方法与参数计算同频、同相的控制方法与参数计算提高效率的方法滤波参数计算9电路与程序设计DC-AC主回路与器件选择控制电路或控制程序保护电路9测试方案与测试结果测试方案及测试条件测试结果及其完整性测试结果分析5设计报告结构及规范性摘要设计报告正文的结构图标的规范性3总分30基本要求实际制作完成情况50发挥部分完成第（1）项10完成第（2）项5完成第（3）项24完成第（4）项5其他6总分50音导引系统(B题)【本科组】一、任务设计并制作一声音

6、导引系统，示意图如图1所示。图中，AB与AC垂直，Ox是AB的中垂线，Oy是AC的中垂线，W是Ox和Oy的交点。声音导引系统有一个可移动声源S，三个声音接收器A、B和C，声音接收器之间可以有线连接。声音接收器能利用可移动声源和接收器之间的不同距离，产生一个可移动声源离Ox线（或Oy线）的误差信号，并用无线方式将此误差信号传输至可移动声源，引导其运动。 可移动声源运动的起始点必须在Ox线右侧，位置可以任意指定。二、要求1基本要求t（1）制作可移动的声源。可移动声源产生的信号为周期性音频脉冲信号，如图2所示，声音信号频率不限，脉冲周期不限。图2 信号波形示意图（2）可移动声源发出声音后开始运动，到

7、达Ox线并停止，这段运动时间为响应时间，测量响应时间，用下列公式计算出响应的平均速度，要求平均速度大于 5cm/s。可移动声源的起始位置到Ox线的垂直距离响应时间平均速度（3）可移动声源停止后的位置与Ox线之间的距离为定位误差，定位误差小于3cm。（4）可移动声源在运动过程中任意时刻超过Ox线左侧的距离小于5cm。（5）可移动声源到达Ox线后，必须有明显的光和声指示。（6）功耗低，性价比高。2发挥部分（1）将可移动声源转向180度（可手动调整发声器件方向），能够重复基本要求。（2）平均速度大于10cm/s。（3）定位误差小于1cm。（4）可移动声源在运动过程中任意时刻超过Ox线左侧距离小于2c

8、m。（5）在完成基本要求部分移动到Ox线上后，可移动声源在原地停止5s10s，然后利用接收器A和C，使可移动声源运动到W点，到达W点以后，必须有明显的光和声指示并停止，此时声源距离W的直线距离小于1cm。整个运动过程的平均速度大于10cm/s。可移动声源在Ox线上重新启动位置到移动停止点的直线距离再次运动时间平均速度（6）其他。三、说明1. 本题必须采用组委会提供的电机控制ASSP芯片（型号MMC-1）实现可移动声源的运动。2. 在可移动声源两侧必须有明显的定位标志线，标志线宽度0.3cm且垂直于地面。3. 误差信号传输采用的无线方式、频率不限。4. 可移动声源的平台形式不限。5. 可移动声源

9、开始运行的方向应和Ox线保持垂直。6. 不得依靠其他非声音导航方式。7. 移动过程中不得人为对系统施加影响。8. 接收器和声源之间不得使用有线连接。四、评分标准项目主要内容分数设计报告系统方案整体方案比较7控制方案设计与论证设计、计算12误差信号产生控制理论简单计算电路设计系统组成3各种电路图测试结果测试数据完整性3测试结果分析设计报告摘要5正文结构完整性图表的规范性总分30基本要求基本要求实际完成情况50发挥部分完成第（1）项5完成第（2）项10完成第（3）项10完成第（4）项10完成第（5）项10完成第（6）项5总分50宽带直流放大器（C题）【本科组】一、任务设计并制作一个宽带直流放大器及

10、所用的直流稳压电源。二、要求1基本要求（1）电压增益AV40dB，输入电压有效值Vi20mV。AV可在040dB范围内手动连续调节。（2）最大输出电压正弦波有效值Vo2V，输出信号波形无明显失真。（3）3dB通频带05MHz；在04MHz通频带内增益起伏1dB。（4）放大器的输入电阻50W，负载电阻（502）W。（5）设计并制作满足放大器要求所用的直流稳压电源。2发挥部分（1）最大电压增益AV60dB，输入电压有效值Vi10 mV。（2）在AV60dB时，输出端噪声电压的峰峰值VONPP0.3V。（3）3dB通频带010MHz；在09MHz通频带内增益起伏1dB。（4）最大输出电压正弦波有效值

11、Vo10V，输出信号波形无明显失真。（5）进一步降低输入电压提高放大器的电压增益。（6）电压增益AV可预置并显示，预置范围为060dB，步距为5dB（也可以连续调节）；放大器的带宽可预置并显示（至少5MHz、 10MHz 两点）。（7）降低放大器的制作成本，提高电源效率。（8）其他（例如改善放大器性能的其它措施等）。三、说明1宽带直流放大器幅频特性示意图如图1所示。图1 幅频特性示意图2负载电阻应预留测试用检测口和明显标志，如不符合（502）W的电阻值要求，则酌情扣除最大输出电压有效值项的所得分数。3放大器要留有必要的测试点。建议的测试框图如图2所示，可采用信号发生器与示波器/交、直流电压表组

12、合的静态法或扫频仪进行幅频特性测量。图2 幅频特性测试框图四、评分标准设计报告项目主要内容分数系统方案比较与选择方案描述2理论分析与计算带宽增益积通频带内增益起伏控制线性相位抑制直流零点漂移放大器稳定性9电路与程序设计电路设计8测试方案与测试结果测试方案及测试条件测试结果完整性测试结果分析8设计报告结构及规范性摘要设计报告正文的结构图表的规范性3总分30基本要求实际制作完成情况50发挥部分完成第（1）项7完成第（2）项2完成第（3）项7完成第（4）项6完成第（5）项12完成第（6）项5完成第（7）项6其他5总分50无线环境监测模拟装置（D题）【本科组】一、任务设计并制作一个无线环境监测模拟装置

13、，实现对周边温度和光照信息的探测。该装置由1个监测终端和不多于255个探测节点组成（实际制作2个）。监测终端和探测节点均含一套无线收发电路，要求具有无线传输数据功能，收发共用一个天线。二、要求1基本要求（1）制作2个探测节点。探测节点有编号预置功能，编码预置范围为00000001B11111111B。探测节点能够探测其环境温度和光照信息。温度测量范围为0100，绝对误差小于2；光照信息仅要求测量光的有无。探测节点采用两节1.5V干电池串联，单电源供电。探测节点A探测节点B监测终端D图1 探测节点分布示意图（2）制作1个监测终端，用外接单电源供电。探测节点分布示意图如图1所示。监测终端可以分别与

14、各探测节点直接通信，并能显示当前能够通信的探测节点编号及其探测到的环境温度和光照信息。（3）无线环境监测模拟装置的探测时延不大于5s，监测终端天线与探测节点天线的距离D不小于10cm。在010cm距离内，各探测节点与监测终端应能正常通信。 2发挥部分（1）每个探测节点增加信息的转发功能，节点转发功能示意图如图2所示。即探测节点B的探测信息，能自动通过探测节点A转发，以增加监测终端与节点B之间的探测距离D+D1。该转发功能应自动识别完成，无需手动设置，且探测节点A、B可以互换位置。探测节点A探测节点B监测终端DD1图2 节点转发功能示意图（2）在监测终端电源供给功率1W，无线环境监测模拟装置探测

15、时延不大于5s的条件下，使探测距离D+D1达到50cm。（3）尽量降低各探测节点的功耗，以延长干电池的供电时间。各探测节点应预留干电池供电电流的测试端子。（4）其他。三、说明1监测终端和探测节点所用天线为圆形空芯线圈，用直径不大于1mm的漆包线或有绝缘外皮的导线密绕5圈制成。线圈直径为（3.40.3）cm（可用一号电池作骨架）。天线线圈间的介质为空气。无线传输载波频率低于30MHz，调制方式自定。监测终端和探测节点不得使用除规定天线外的其他耦合方式。无线收发电路需自制，不得采用无线收、发成品模块。光照有无的变化，采用遮挡光电传感器的方法实现。2发挥部分须在基本要求的探测时延和探测距离达到要求的

16、前提下实现。3测试各探测节点的功耗采用图2所示的节点分布图，保持距离D+D1=50cm，通过测量探测节点A干电池供电电流来估计功耗。电流测试电路见图3。图中电容C为滤波电容，电流表采用3位半数字万用表直流电流档，读正常工作时的最大显示值。如果D+D1达不到50cm，此项目不进行测试。图3 节点电流测试电路4设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序用附件给出。四、评分标准设计报告项 目主要内容满分系统方案无线环境监测模拟装置总体方案设计4理论分析与计算发射电路分析接收电路分析通信协议分析6电路与程序设计发射电路设计计算接收电路设

17、计计算总体电路图工作流程图9测试方案与测试结果调试方法与仪器测试数据完整性测试结果分析6设计报告结构及规范性摘要设计报告正文的结构图表的规范性5总分30基本要求实际制作完成情况50发挥部分完成第（1）项20完成第（2）项15完成第（3）项10其他5总分50电能收集充电器（E题）【本科组】一、任务设计并制作一个电能收集充电器，充电器及测试原理示意图如图1。该充电器的核心为直流电源变换器，它从一直流电源中吸收电能，以尽可能大的电流充入一个可充电池。直流电源的输出功率有限，其电动势Es在一定范围内缓慢变化，当Es为不同值时，直流电源变换器的电路结构，参数可以不同。监测和控制电路由直流电源变换器供电。

18、由于Es的变化极慢，监测和控制电路应该采用间歇工作方式，以降低其能耗。可充电池的电动势Ec=3.6V，内阻Rc=0.1。二、要求1、基本要求（1）在Rs=100，Es=10V20V时，充电电流Ic大于（Es-Ec）/（Rs+Rc）。（2）在Rs=100时，能向电池充电的Es尽可能低。（3）Es从0逐渐升高时，能自动启动充电功能的Es尽可能低。（4）Es降低到不能向电池充电，最低至0时，尽量降低电池放电电流。（5）监测和控制电路工作间歇设定范围为 0.1 s5s。2、发挥部分（1）在Rs=1，Es=1.2V3.6V时，以尽可能大的电流向电池充电。（2）能向电池充电的Es尽可能低。当Es1.1V时

19、，取Rs =1；当Es1.1V时，取Rs =0.1。（3）电池完全放电，Es从0逐渐升高时，能自动启动充电功能（充电输出端开路电压3.6V，短路电流0）的Es尽可能低。当Es1.1V时，取Rs =1；当Es1.1V时，取Rs=0.1。（4）降低成本。（5）其他。三、评分标准设计报告项目主要内容满分系统方案电源变换及控制方法实现方案5理论分析与计算提高效率方法的分析及计算7电路与程序设计电路设计与参数计算启动电路设计与参数计算设定电路的设计10测试结果测试数据完整性测试结果分析3设计报告结构及规范性摘要，设计报告正文的结构图表的规范性5总分30基本要求实际制作完成情况50发挥部分完成第（1）项3

20、0完成第（2）项5完成第（3）项5完成第（4）项5其他5总分50四、说明1测试最低可充电Es的方法：逐渐降低Es，直到充电电流Ic略大于0。当Es高于3.6V时，Rs为100；Es低于3.6V时，更换Rs为1；Es降低到1.1V以下时，更换Rs为0.1。然后继续降低Es，直到满足要求。2测试自动启动充电功能的方法：从0开始逐渐升高Es，Rs为0.1；当Es升高到高于1.1V时，更换Rs为1。然后继续升高Es，直到满足要求。数字幅频均衡功率放大器（F题）【本科组】一、任务设计并制作一个数字幅频均衡功率放大器。该放大器包括前置放大、带阻网络、数字幅频均衡和低频功率放大电路，其组成框图如图1所示。图

21、1 数字幅频均衡功率放大器组成框图二、要求1基本要求（1）前置放大电路要求：a. 小信号电压放大倍数不小于400倍（输入正弦信号电压有效值小于10mV）。b. -1dB通频带为20Hz20kHz。c. 输出电阻为600W。（2）制作带阻网络对前置放大电路输出信号v1进行滤波，以10kHz时输出信号v2电压幅度为基准，要求最大衰减10dB。带阻网络具体电路见题目说明1。（3）应用数字信号处理技术，制作数字幅频均衡电路，对带阻网络输出的20Hz20kHz信号进行幅频均衡。要求：a. 输入电阻为600W。b. 经过数字幅频均衡处理后，以10kHz时输出信号v3电压幅度为基准，通频带20Hz20kHz

22、内的电压幅度波动在1.5dB以内。2. 发挥部分制作功率放大电路，对数字均衡后的输出信号v3进行功率放大，要求末级功放管采用分立的大功率MOS晶体管。（1）当输入正弦信号vi电压有效值为5mV、功率放大器接8W电阻负载（一端接地）时，要求输出功率10W，输出电压波形无明显失真。（2）功率放大电路的-3dB通频带为20Hz20kHz。（3）功率放大电路的效率60。（4）其他。三、说明1题目基本要求中的带阻网络如图2所示。图中元件值是标称值，不是实际值，对精度不作要求，电容必须采用铝电解电容。图2 带阻网络2本题中前置放大电路电压放大倍数是在输入信号vi电压有效值为5mV的条件下测试。3题目发挥部

23、分中的功率放大电路不得使用MOS集成功率模块。4本题中功率放大电路的效率定义为：功率放大电路输出功率与其直流电源供给功率之比，电路中应预留测试端子，以便测试直流电源供给功率。5设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序用附件给出。四、评分标准项目主要内容满分设计报告系统方案总体方案设计6理论分析与设计前置放大电路设计功率放大电路设计数字幅频均衡电路设计数字处理算法设计12电路与程序设计总体电路工作流程4测试方案与测试结果调试方法与仪器测试数据完整性测试结果分析5设计报告结构及规范性摘要设计报告正文的结构图表的规范性3总分：30基

24、本要求实际制作完成情况50发挥部分完成第(1)项13完成第(2)项12完成第(3)项20其他5总分：50低频功率放大器（G题）【高职高专组】一、任务设计并制作一个低频功率放大器，要求末级功放管采用分立的大功率MOS晶体管。二、要求1基本要求（1）当输入正弦信号电压有效值为5mV时，在8电阻负载（一端接地）上，输出功率5W，输出波形无明显失真。（2）通频带为20Hz20kHz。（3）输入电阻为600。（4）输出噪声电压有效值V0N5mV。（5）尽可能提高功率放大器的整机效率。（6）具有测量并显示低频功率放大器输出功率(正弦信号输入时)、直流电源的供给功率和整机效率的功能，测量精度优于5%。2.

25、发挥部分（1）低频功率放大器通频带扩展为10Hz50kHz。（2）在通频带内低频功率放大器失真度小于1%。（3）在满足输出功率5W、通频带为20Hz20kHz的前提下,尽可能降低输入信号幅度。（4）设计一个带阻滤波器，阻带频率范围为4060Hz。在50Hz频率点输出功率衰减6dB。（5）其他。三、说明1不得使用MOS集成功率模块。2本题输出噪声电压定义为输入端接地时，在负载电阻上测得的输出电压，测量时使用带宽为2MHz的毫伏表。3本题功率放大电路的整机效率定义为：功率放大器的输出功率与整机的直流电源供给功率之比。电路中应预留测试端子，以便测试直流电源供给功率。4发挥部分（4）制作的带阻滤波器通

26、过开关接入。5设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序用附件给出。四、评分标准设计报告项 目主要内容满分系统方案总体方案设计4理论分析与设计电压放大电路设计输出级电路设计带阻滤波器设计显示电路设计8电路与程序设计总体电路图；工作流程图3测试方案与测试结果调试方法与仪器测试数据完整性测试结果分析3设计报告结构及规范性摘要；设计报告正文的结构图表的规范性2总分20基本要求实际制作完成情况50发挥部分完成第（1）项10完成第（2）项10完成第（3）项15完成第（4）项10其他5总分50LED点阵书写显示屏（H题）【高职高专组】一、任

27、务设计并制作一个基于3232点阵LED模块的书写显示屏，其系统结构如图1所示。在控制器的管理下，LED点阵模块显示屏工作在人眼不易觉察的扫描微亮和人眼可见的显示点亮模式下；当光笔触及LED点阵模块表面时，先由光笔检测触及位置处LED点的扫描微亮以获取其行列坐标，再依据功能需求决定该坐标处的LED是否点亮至人眼可见的显示状态（如图1中光笔接触处的深色LED点已被点亮），从而在屏上实现“点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移”等书写显示功能。控制器3232 LED 点阵模块光笔图1 LED点阵书写显示屏系统结构示意图二、要求1基本要求（1）在“点亮”功能下，当光笔接触屏上某点LE

28、D时，能即时点亮该点LED，并在控制器上同步显示该点LED的行列坐标值（左上角定为行列坐标原点）。（2）在“划亮”功能下，当光笔在屏上快速划过时，能同步点亮划过的各点LED，其速度要求2s内能划过并点亮40点LED。（3）在“反显”功能下，能对屏上显示的信息实现反相显示（即：字体笔画处不亮，无笔画处高亮）。（4）在“整屏擦除”功能下，能实现对屏上所显示信息的整屏擦除。2发挥部分（1）在“笔画擦除”功能下，能用光笔擦除屏上所显汉字的笔画。（2）在“连写多字”功能下，能结合自选的擦除方式，在30s内在屏上以“划亮”方式逐个写出四个汉字（总笔画数不大于30）且存入机内，写完后再将所存四字在屏上逐个轮

29、流显示。（3）在“对象拖移”功能下，能用光笔将选定显示内容在屏上进行拖移。先用光笔以“划亮”方式在屏上圈定欲拖移显示对象，再用光笔将该对象拖移到屏上另一位置。（4）当环境光强改变时，能自动连续调节屏上显示亮度。（5）当光笔连续未接触屏面的时间超过15min时(此时间可由控制器设定)，能自动关闭屏上显示，并使整个系统进入休眠状态，此时系统工作电流应不大于5mA。（6）其他。三、说明1设计制作时所用LED点阵模块的发光颜色不限。2各种功能的切换方式自定，但应力求操作简便。3在各种功能的实际操作过程中，必要时可用按键或其他控制方式进行辅助。例如，“连写多字”时，写完一字后用自定义控制方式存入该字并清

30、屏，然后再写下一字。4系统应采用5V单电源供电。5设计制作时应在电路板上留有系统耗电参数的测试点。6设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果用附件给出。四、评分标准设计报告项目主要内容分数系统方案比较与选择方案描述2理论分析与计算光笔选取与参数设计点阵屏驱动参数设计屏亮自动调节设计超时关显示节电设计6电路与程序设计电路设计程序设计6测试方案与测试结果划亮反显擦除拖移屏亮自动调节超时关显示节电3设计报告结构及规范性摘要设计报告正文的结构图表的规范性3总分20基本要求实际制作完成情况50发挥部分完成第（1）项10完

31、成第（2）项10完成第（3）项15完成第（4）项5完成第（5）项5其他5总分50参赛注意事项（1）2009年9月2日8:00竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。（2）参赛队认真填写登记表内容，填写好的登记表交赛场巡视员暂时保存。（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。（4）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。（5）参赛队必须在学校指定的竞赛场地内进行独立设计和制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴

32、避，对违纪参赛队取消评审资格。（6）2009年9月5日20:00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及登记表，由专人封存。模拟路灯控制系统(I题)【高职高专组】一、任务设计并制作一套模拟路灯控制系统。控制系统结构如图1所示，路灯布置如图2所示。图1 路灯控制系统示意图图2 路灯布置示意图（单位：cm）二、要求1基本要求（1）支路控制器有时钟功能，能设定、显示开关灯时间，并控制整条支路按时开灯和关灯。（2）支路控制器应能根据环境明暗变化，自动开灯和关灯。（3）支路控制器应能根据交通情况自动调节亮灯状态：当可移动物体M（在物体前端标出定位点，由定位点确定物体位置）由左至右到达S点时（见图2），灯1亮；

33、当物体M到达B点时，灯1灭，灯2亮；若物体M由右至左移动时，则亮灯次序与上相反。（4）支路控制器能分别独立控制每只路灯的开灯和关灯时间。（5）当路灯出现故障时（灯不亮），支路控制器应发出声光报警信号，并显示有故障路灯的地址编号。2发挥部分（1）自制单元控制器中的LED灯恒流驱动电源。（2）单元控制器具有调光功能，路灯驱动电源输出功率能在规定时间按设定要求自动减小，该功率应能在20%100%范围内设定并调节，调节误差2%。（3）其它（性价比等）。三、说明1光源采用1 W的LED灯，LED的类型不作限定。2自制的LED驱动电源不得使用产品模块。3自制的LED驱动电源输出端需留有电流、电压测量点。4

34、系统中不得采用接触式传感器。5基本要求（3）需测定可移动物体M上定位点与过“亮灯状态变换点”（S、B、S等点）垂线间的距离，要求该距离2cm。四、评分标准项目满分设计报告方案比较与论证方案描述比较与论证5理论分析与设计单元设计系统设计5电路图和设计文件完整性规范性5测试数据与分析系统测试结果分析5总分20基本要求实际制作完成情况50发挥部分完成(1)15完成(2)25其它10总分502011 年全国大学生电子设计竞赛试题开关电源模块并联供电系统（A 题）【本科组】一、任务设计并制作一个由两个额定输出功率均为 16W 的 8V DC/DC 模块构成的并联供电系统（见图 1）。 二、要求 1.基本

35、要求（1）调整负载电阻至额定输出功率工作状态，供电系统的直流输出电压UO=8.00.4V。（2）额定输出功率工作状态下，供电系统的效率不低于 60%。（3）调整负载电阻，保持输出电压UO=8.00.4V，使两个模块输出电流之和 IO=1.0A 且按I1:I2=1:1模式自动分配电流，每个模块的输出电流的相对误差绝对值不大于 5%。（4）调整负载电阻，保持输出电压UO=8.00.4V，使两个模块输出电流之和 IO=1.5A 且按I1:I2= 1:2模式自动分配电流，每个模块输出电流的相对误差绝对值不大于 5%。2.发挥部分（1）调整负载电阻，保持输出电压 UO=8.00.4V，使负载电流 IO在

36、 1.53.5A之间变化时，两个模块的输出电流可在（0.52.0）范围内按指定的比例自动分配，每个模块的输出电流相对误差的绝对值不大于 2%。（2）调整负载电阻，保持输出电压UO=8.00.4V，使两个模块输出电流之和 IO=4.0A 且按I1:I2=1:1 模式自动分配电流，每个模块的输出电流的相对误差的绝对值不大于 2%。（3）额定输出功率工作状态下，进一步提高供电系统效率。（4）具有负载短路保护及自动恢复功能，保护阈值电流为4.5A（调试时允许有0.2A 的偏差）。（5）其他。三、评分标准四、说明（1）不允许使用线性电源及成品的 DC/DC 模块。（2）供电系统含测控电路并由 UIN供电

37、，其能耗纳入系统效率计算。（3）除负载电阻为手动调整以及发挥部分（1）由手动设定电流比例外，其他功能的测试过程均不允许手动干预。（4）供电系统应留出UIN、UO、IIN、IO、I1、I2参数的测试端子，供测试时使用。（5）每项测量须在 5 秒钟内给出稳定读数。（6）设计制作时，应充分考虑系统散热问题，保证测试过程中系统能连续安全工作。2011 年全国大学生电子设计竞赛试题参赛注意事项（1）2011 年 8 月 31 日 8:00 竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。（2）参赛队认真填写登记表内容，填

38、写好的登记表交赛场巡视员暂时保存。（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。（4）每队严格限制 3 人，开赛后不得中途更换队员。（5）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。（6）2011 年 9 月 3 日 20:00 竞赛结束，上交设计报告、制作实物及登记表，由专人封存。基于自由摆的平板控制系统（B 题）【本科组】一、任务设计并制作一个自由摆上的平板控制系统，其结构如图 1 所示。摆杆的一端通过

39、转轴固定在一支架上，另一端固定安装一台电机，平板固定在电机转轴上；当摆杆如图 2 摆动时，驱动电机可以控制平板转动。二、要求1基本要求（1）控制电机使平板可以随着摆杆的摆动而旋转（35 周），摆杆摆一个周期，平板旋转一周（360u65289X，偏差绝对值不大于 45u12290X（2）在平板上粘贴一张画有一组间距为 1cm 平行线的打印纸。用手推动摆杆至一个角度（在 30u65374X45u38388X），调整平板角度，在平板中心稳定放置一枚 1 元硬币（人民币）；启动后放开摆杆让其自由摆动。在摆杆摆动过程中，要求控制平板状态，使硬币在 5 个摆动周期中不从平板上滑落，并尽量少滑离平板的中心位

40、置。（3）用手推动摆杆至一个角度（在45u65374X60u38388X），调整平板角度，在平板中心稳定叠放 8 枚 1 元硬币，见图 2；启动后放开摆杆让其自由摆动。在摆杆摆动过程中，要求控制平板状态使硬币在摆杆的 5 个摆动周期中不从平板上滑落，并保持叠放状态。根据平板上非保持叠放状态及滑落的硬币数计算成绩。2发挥部分（1）如图 3 所示，在平板上固定一激光笔，光斑照射在距摆杆 150cm 距离处垂直放置的靶子上。摆杆垂直静止且平板处于水平时，调节靶子高度，使光斑照射在靶纸的某一条线上，标识此线为中心线。用手推动摆杆至一个角度（在 30u65374X60u38388X），启动后，系统应在

41、15 秒钟内控制平板尽量使激光笔照射在中心线上（偏差绝对值1cm），完成时以 LED 指示。根据光斑偏离中心线的距离计算成绩，超时则视为失败。（2）在上述过程完成后，调整平板，使激光笔照射到中心线上（可人工协助）。启动后放开让摆杆自由摆动；摆动过程中尽量使激光笔光斑始终瞄准照射在靶纸的中心线上，根据光斑偏离中心线的距离计算成绩。（3）其他。三、说明1摆杆可以采用木质、金属、塑料等硬质材料；摆杆长度（固定转轴至电机轴的距离）为100 cm5cm；摆杆通过转轴固定在支架或横梁上，并能够灵活摆动；将摆杆推起至=30u22788X释放后,摆杆至少可以自由摆动 7 个周期以上。摆杆不得受重力以外的任何外

42、力控制。2平板的状态只能受电机控制。平板的长宽尺寸为10cm6cm，可以采用较轻的硬质材料；不得有磁性；表面必须为光滑的硬质平面；不得有凸起的边沿；倾斜一定角度时硬币须能滑落。平板承载重量不小于 100g。3摆动周期的定义：摆杆被释放至下一次摆动到同侧最高点。4摆杆与平板部分电路可以用软质导线连接，但必须不影响摆杆的自由摆动。5在完成基本要求部分工作时，需在平板上铺设一张如图 4 所示画有一组间距为 1cm 平行线的打印纸（10cm6cm），平行线与电机转轴平行。6非保持叠放状态硬币数为接触平板硬币数减1。接触平板硬币数的定义参见图 5。7 在完成发挥部分工作时，需要在平板上固定安装一激光笔。

43、激光笔的照射方向垂直于电机转轴。激光笔的光斑直径不大于 5mm。需在距摆杆 150cm处设置一高度可以调整的目标靶子，靶子上粘贴靶纸（A4 打印纸），靶纸上画一组间距为 1cm 的水平平行线。测试现场提供靶子，也可自带。8题目要求的各项工作中，凡涉及推动摆杆至某一位置并准备开始摆动时，允许手动操作启动工作，亦可自动启动工作。一旦摆杆开始自由摆动，不得再人为干预系统运行。9设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果用附件给出。四、评分标准2011 年全国大学生电子设计竞赛试题参赛注意事项（1）2011 年 8 月 3

44、1 日 8:00 竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。（2）参赛队认真填写登记表内容，填写好的登记表交赛场巡视员暂时保存。（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。（4）每队严格限制 3 人，开赛后不得中途更换队员。（5）参赛队必须在学校指定的竞赛场地内进行独立设计和制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。（6）2011 年 9 月 3 日 20:00 竞赛结束，上交设计报告、

45、制作实物及登记表，由专人封存。智能小车（C 题）【本科题】一、任务甲车车头紧靠起点标志线,乙车车尾紧靠边界,甲、乙两辆小车同时起动，先后通过起点标志线，在行车道同向而行，实现两车交替超车领跑功能。跑道如图1 所示。图 1二、要求1. 基本要求（1）甲车和乙车分别从起点标志线开始，在行车道各正常行驶一圈。（2）甲、乙两车按图 1 所示位置同时起动，乙车通过超车标志线后在超车区内实现超车功能，并先于甲车到达终点标志线，即第一圈实现乙车超过甲车。 （3）甲、乙两车在完成(2)时的行驶时间要尽可能的短。2. 发挥部分（1）在完成基本要求(2)后,甲、乙两车继续行驶第二圈，要求甲车通过超车标志线后要实现

46、超车功能，并先于乙车到达终点标志线，即第二圈完成甲车超过乙车，实现了交替领跑。甲、乙两车在第二圈行驶的时间要尽可能的短。（2）甲、乙两车继续行驶第三圈和第四圈，并交替领跑；两车行驶的时间要尽可能的短。（3）在完成上述功能后，重新设定甲车起始位置（在离起点标志线前进方向 40cm 范围内任意设定），实现甲、乙两车四圈交替领跑功能，行驶时间要尽可能的短。三、评分标准四、说明：1.赛车场地由 2 块细木工板（长 244cm，宽 122cm，厚度自选）拼接而成，离地面高度不小于 6cm(可将垫高物放在木工板下面，但不得外露)。板上边界线由约 2cm 宽的黑胶带构成；虚线由 2cm 宽、长度为 10cm

47、、间隔为 10cm 的黑胶带构成；起点/终点标志线、转弯标志线和超车标志区线段由 1cm 宽黑胶带构成。图 1 中斜线所画部分应锯掉。2.车体（含附加物）的长度、宽度均不超过 40cm，高度不限，采用电池供电，不能外接电源。3.测试中甲、乙两车均应正常行驶，行车道与超车区的宽度只允许一辆车行驶，车辆只能在超车区进行超车（车辆先从行车道到达超车区，实现超车后必须返回行车道）。甲乙两车应有明显标记，便于区分。4.甲乙两车不得发生任何碰撞，不能出边界掉到地面。5.不得使用小车以外的任何设备对车辆进行控制，不能增设其它路标或标记。6.测试过程中不得更换电池。7.评测时不得借用其他队的小车。 2011

48、年全国大学生电子设计竞赛试题参赛注意事项（1）2011 年 8 月 31 日 8:00 竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。（2）参赛队认真填写登记表内容，填写好的登记表交赛场巡视员暂时保存。（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。（4）每队严格限制 3 人，开赛后不得中途更换队员。（5）参赛队必须在学校指定的竞赛场地内进行独立设计和制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。（

49、6）2011 年 9 月 3 日 20:00 竞赛结束，上交设计报告、制作实物及登记表，由专人封存。LC 谐振放大器（D 题）【本科组】一、任务设计并制作一个 LC 谐振放大器。二、要求设计并制作一个低压、低功耗 LC 谐振放大器；为便于测试，在放大器的输入端插入一个 40dB 固定衰减器。电路框图见图 1。 1基本要求（1）衰减器指标：衰减量 402dB，特性阻抗 50，频带与放大器相适应。（2）放大器指标：a）谐振频率：f0=15MHz；允许偏差100kHz；b）增益：不小于 60dB；c）3dB 带宽：2f0.7=300kHz；带内波动不大于 2dB；d）输入电阻：Rin=50；e）失真

50、：负载电阻为 200，输出电压 1V 时，波形无明显失真。（3）放大器使用 3.6V 稳压电源供电（电源自备）。最大不允许超过 360mW，尽可能减小功耗。2发挥部分（1）在-3dB 带宽不变条件下，提高放大器增益到大于等于 80dB。（2）在最大增益情况下，尽可能减小矩形系数 Kr0.1。（3）设计一个自动增益控制（AGC）电路。AGC 控制范围大于 40 dB。AGC 控制范围为 20log(Vomin/Vimin)20log(Vomax/Vimax)（dB）。（4）其他。三、说明 1.图 2 是 LC 谐振放大器的典型特性曲线，矩形系数 2.放大器幅频特性应在衰减器输入端信号小于 5mV

51、 时测试（这时谐振放大器的输入 Vi50V）。所有项目均在放大器输出接 200 负载电阻条件下测量。3功耗的测试：应在输出电压为 1V 时测量。4.文中所有电压值均为有效值。四、评分标准2011 年全国大学生电子设计竞赛试题参赛注意事项（1）2011 年 8 月 31 日 8:00 竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。（2）参赛队认真填写登记表内容，填写好的登记表交赛场巡视员暂时保存。（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。（

52、4）每队严格限制 3 人，开赛后不得中途更换队员。（5）参赛队必须在学校指定的竞赛场地内进行独立设计和制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。（6）2011 年 9 月 3 日 20:00 竞赛结束，上交设计报告、制作实物及登记表，由专人封存。简易数字信号传输性能分析仪（E 题）【本科组】一、任务设计一个简易数字信号传输性能分析仪，实现数字信号传输性能测试；同时，设计三个低通滤波器和一个伪随机信号发生器用来模拟传输信道。简易数字信号传输性能分析仪的框图如图 1 所示。图中，V1 和 V1-clock 是数字信号发生器产生的数字信号和相应的时钟

53、信号；V2是经过滤波器滤波后的输出信号；V3是伪随机信号发生器产生的伪随机信号；V2a是 V2信号与经过电容 C的 V3 信号之和，作为数字信号分析电路的输入信号； V4 和 V4-syn 是数字信号分析电路输出的信号和提取的同步信号。二、要求1基本要求图 1简易数字信号传输性能分析仪框图（1）设计并制作一个数字信号发生器： a）数字信号 V1为的 m 序列，其时钟信号为b）数据率为 10100kbps，按 10kbps 步进可调。数据率误差绝对值不大于 1；c）输出信号为 TTL 电平。（2）设计三个低通滤波器，用来模拟传输信道的幅频特性：a）每个滤波器带外衰减不少于 40dB/十倍频程；b

54、）三个滤波器的截止频率分别为 100kHz、200kHz、500kHz，截止频率误差绝对值不大于 10；c）滤波器的通带增益 AF在 0.24.0 范围内可调。（3）设计一个伪随机信号发生器用来模拟信道噪声： a）伪随机信号 V3为 的 m 序列； b）数据率为 10Mbps，误差绝对值不大于 1；c）输出信号峰峰值为 100mV，误差绝对值不大于 10%。（4）利用数字信号发生器产生的时钟信号 V1-clock 进行同步，显示数字信号V2a的信号眼图，并测试眼幅度。2发挥部分（1）要求数字信号发生器输出的 V1采用曼彻斯特编码。（2）要求数字信号分析电路能从 V2a 中提取同步信号 V4-s

55、yn 并输出；同时，利用所提取的同步信号 V4-syn 进行同步，正确显示数字信号 V2a的信号眼图。（3）要求伪随机信号发生器输出信号V3幅度可调， V3的峰峰值范围为100mVTTL 电平。（4）改进数字信号分析电路，在尽量低的信噪比下能从V2a中提取同步信号 V4-syn，并正确显示 V2a 的信号眼图。（5）其他。三、说明1、在完成基本要求时，数字信号发生器的时钟信号 V1-clock 送给数字信号分析电路（图 1 中开关 S 闭合）；而在完成发挥部分时，V1-clock 不允许送给数字信号分析电路（开关 S 断开）。2、要求数字信号发生器和数字信号分析电路各自制作一块电路板。3、要求

56、 V1、V1-clock、V2、V2a、V3 和 V4-syn 信号预留测试端口。4、基本要求（1）和（3）中的两个 m 序列，根据所给定的特征多项式 f x1( )和 f x2( ) ，采用线性移位寄存器发生器来产生。5、基本要求（2）的低通滤波器要求使用模拟电路实现。6、眼图显示可以使用示波器，也可以使用自制的显示装置。7、发挥部分（4）要求的“尽量低的信噪比”，即在保证能正确提取同步信号 V4-syn 前提下，尽量提高伪随机信号 V3的峰峰值，使其达到最大，此时数字信号分析电路的输入信号 V2a信噪比为允许的最低信噪比。四、评分标准2011 年全国大学生电子设计竞赛试题参赛注意事项（1）

57、2011 年 8 月 31 日 8:00 竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。（2）参赛队认真填写登记表内容，填写好的登记表交赛场巡视员暂时保存。（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。（4）每队严格限制 3 人，开赛后不得中途更换队员。（5）参赛队必须在学校指定的竞赛场地内进行独立设计和制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。（6）2011 年 9 月 3 日 20:00

58、竞赛结束，上交设计报告、制作实物及登记表，由专人封存。帆板控制系统（F 题）【高职高专组】一、任务设计并制作一个帆板控制系统，通过对风扇转速的控制，调节风力大小，改变帆板转角，如图 1 所示。二、要求1、基本要求图 1 帆板控制系统示意图 （1）用手转动帆板时，能够数字显示帆板的转角。显示范围为 060u65292X分辨力为 2u65292X绝对误差5u12290X（2）当间距 d=10cm时，通过操作键盘控制风力大小，使帆板转角能够在 060u33539X围内变化，并要求实时显示。（3）当间距 d=10cm时，通过操作键盘控制风力大小，使帆板转角稳定在 455u33539X围内。要求控制过程在 10 秒内完成，实时显示，并由声光提示，以便进行测试。2、发挥部分（1） 当间距 d=10cm 时，通过键盘设定帆板转角，其范围为 060u12290X要求在 5 秒内达到设定值，并实时显