历届全国大学生电子设计竞赛试题(1994-2009)

1 全国大学生电子设计竞赛试题全国大学生电子设计竞赛试题 第一届电子设计竞赛试题（1994 年） 题目一简易数控直流电源 一、设计任务 设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。其原理示意图如图所示。 二、设计要求 1基本要求 输出电压：范围 0 至+9.9V，步进 0.1V，纹波不大于 10mV； 输出电流：500 mA； 输出电压值由数码管显示； 由“+” 、 “-”两键分别控制输出电压步进增减； 为实现上述几部件工作，自制一稳压直流电源，输出±15V，+5V。 2发挥部分 输出电压可预置在 0 至+9.9V 之间的任意一个值； 用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进 0.1V 不变） ； 扩展输出电压种类（比如三角波等） 。 三、评分标准 项目得分 基本要求 方案设计与论证，理论计算与分析、电路图30 实际完成情况50 总结报告20 发挥部分 完成第项5 完成第项15 完成第项20 题目二多路数据采集系统 一、设计任务 设计一个八路数据采集系统，系统框图如图所示。 “+” “-”键数控部分输出电路 数字显示 220V 5V-15V +15V 自制稳压电源 地址、数据、时钟 现场信号 产生器 八路数据 采集器 主控器 数据显示 地址显示 2 主控器能对 50 米以外的各路数据，通过串行传输线（实验中用 1 米线代替）进行采集和 显示。具体设计任务是： 现场模拟信号产生器。 八路数据采集器。 主控器。 二、设计要求 1基本要求 现场模拟信号产生器自制一正弦波信号发生器，利用可变电阻改变振荡频率， 使频率在 200Hz 至 2kHz 范围变化，再经频率电压娈换电路后输出相应 1V 至 5V 直流电压 （200Hz 对应 1V，2kHz 对应 5V） 八路数据采集器数据采集器第一路输入自制 1V 至 5V 直流电压， 第 2 至 7 路分别 输入来自直流源的 5，4，3，2，1，0V 直流电压（各路输入可由分压器产生，不要求精度）， 第八路备用。将各路模拟信号分别转换成八位二进制数字信号，再经并/串变换电路，用串 行码送入传输线路。 主控器主控器通过串行传输线路对各路数据进行采集和显示。采集方式包括循 环采集（即 1 路、2 路、 、8 路、1 路）和选择采集（任选一路）二种方式。显示部分能 同时显示地址和相应的数据。 2发挥部分 利用电路补偿或其它方法提高可变电阻值变化与输出直流电压变化的线性关系； 尽可能减少传输线数目； 其它功能的改进（例如：增加传输距离，改善显示功能等） 三、评分标准 项目得分 基本要求 方案设计与论证，理论计算与分析、电路图30 实际完成情况50 总结报告20 发挥部分 完成第项5 完成第项15 完成第项20 第二届电子设计竞赛试题（1995 年） 题目一实用低频功率放大器 一、任务 设计并制作具有弱信号放大能力的低频功率放大器。其原理图如图所示。 220V 50Hz 等效负 载电阻 RL=8 外供正弦 信号源 弱信号前 置放大器 自制稳压电源 功率放 大器 变换 电路 3 二、要求 1基本要求 在放大通道的正弦信号输入电压幅度（5 至 700）mV,等效负载电阻 RL=8下，放大 通道应满足： 额定输出功率 POR10W； 带宽 BW（50 至 10000）Hz； 在上述指标内的非线性失真系数3%； 在 POR10W 下的效率55%； 在前置放大级输入端交流短接到地时，RL=8上的交流声功率10mW； 自行设计并制作能满足本设计任务要求的稳压电源。 2发挥部分 放大器的时间响应 方波产生：由外供正弦信号源经变换电路产生正、负极性的对称方波：频率为 1000 Hz、上升和下降时间1S、峰峰值电压为 200 mV。 用上述方波激励放大器通道时，在 RL=8的负载下，放大器通道应满足： 额定输出功率 POR10W； 在 POR下输出波形上升和下降时间1S； 在 POR下输出波形顶部降落2%； 在 POR下输出波形过冲量5%。 放大器通道性能指标的提高和实用功能的扩展 （例如提高效率、 减少非线性失真等） 。 三、评分标准 项目得分 基本要求 设计与总结报告：方案设计与论证，理论分析 算与计算、电路图，测试方法与数据，结果分 析 50 实际完成情况50 发挥部分 完成第项5 完成第项15 特色与创新20 题目二实用信号源的设计和制作 一、任务 在给定±15V 电源电压条件下，设计并制作一个正弦波和脉冲波信号源。 二、要求 1基本要求 正弦波波信号源 信号频率：20Hz 至 20kHz 步进调整，步长为 5Hz。 频率稳定度：优于 10 -4。 非线性失真系数：3%。 脉冲信号源 信号频率：20Hz 至 20kHz 步进调整，步长为 5Hz。 上升和下降时间：1S。 平顶降落：5%。 脉冲占空比：2%至 98%步进可调，步长为 2%。 4 上述两个信号源公共要求 频率可预置。 在负载为 600时，输出幅度为 3V。 完全成 5 位频率的数字显示。 2发挥部分 正弦波和脉冲波频率步长改为 1Hz。 正弦波和脉冲波的幅度可步进调整，调整范围为 100mV 至 3V,步长为 100 mV。 正弦波和脉冲波频率可自动步长，步长为 1Hz。 降低正弦波非线性失真系数。 三、评分标准 项目得分 基本要求 设计与总结报告：方案设计与论证，理论分析 算与计算、电路图，测试方法与数据，结果分 析 50 实际制作完成情况50 发挥部分 完成第项10 完成第项10 完成第项5 完成第项5 特色与创新20 题目三简易无线电遥控系统 一、任务 设计并制作无线电遥控发射机和接收机 1无线电遥控发射机电路框图如下所示： 2无线电接收机电路如图 二、要求 1基本要求 工作频率：6 至 10MHz 中任选取一种频率。 调制方式：AM、FM 或 FSK 任选一种。 输出功率：不大于 20MW（在标准 75假负载上） 。 控制键编码 调制 电池 功放 放大器解调 解码被控设备 外供直流稳 压电源 5 遥控对象：8 个，被控设备用 LED 分别代替，LED 发光表示工作。 接收机距离发射机不小于 10m。 2发挥部分 8 路设备中的一路设备为电灯，用指令遥控电灯亮度，亮度分为 8 级，并用数码管 显示级数。 在一定发射功率下， （不大于 20MW） ，尽量增大接收距离。 增加信道的抗干扰措施。 尽量降低电源功耗。 注：不能采用现成的收、发信号整机。 三、评分标准 项目得分 基本要求 设计与总结报告：方案设计与论证，理论分析 算与计算、电路图，测试方法与数据，结果分 析 50 实际制作完成情况50 发挥部分 完成第项12 完成第项8 完成第项5 完成第项5 特色与创新20 题目四简易电阻、电容和电感测试仪 一、任务 设计并制作一台数字显示的电阻器、电容器和电感器参数测试仪。示意框图如图所示： 二、要求 1基本要求 测量范围 电阻：100至 1M 电容：100 至 10000pF 电感：100u H 至 10mH 测量精度±5%。 制作四位数码管显示器，显示测量数据，并用发光二极管分别指示所测无件的类别 和单位。 2发挥部分 扩大测量范围。 提高测量精度。 测量量程自动化。 电阻器 电容器 电感器 测试仪 外供±15V 电源 （500mA） 数字显示 6 三、评分标准 项目得分 基本要求 设计与总结报告：方案设计与论证，理论分析 算与计算、电路图，测试方法与数据，结果分 析 50 实际制作完成情况50 发挥部分 完成第项9 完成第项9 完成第项12 特色与创新20 第三届电子设计竞赛试题（1997 年） A 题 直流稳压电源 一、任务 设计并制作交流变换为直流的稳压电源。 二、要求 1基本要求 稳压电源 在输入电压 220V、50Hz，电压变化范围+15%至-20%条件下： a 输出电压可调范围：+9V 至+12V； b 最大输出电流：1.5A； c 电压调整率0.2%(输入电压 220V 变化范围+15%至-20%条件下,满负)； d 负载调整率0.1%(在最低输入电压下,空载到满载)； e 纹波电压(峰-峰值)5mV(在最低输入电压下,满载)； f 效率40%(输出电压 9V、输入电压 220V 下，满载)； g 具有短路和过流保护功能； 稳流电流在输入电压固定为直流+12V 的条件下： a 输出电流：4 至 20mA 可调； b 负载调整率1% （输入电压+12V、 负载电阻由 200 至 300变化时， 输出电流为 20mA 时的相对变化率） 。 DC/DC 变换在输入电压为+9V 至+12V 条件下： a 输出电压为+100V，输出电流为 10mA； b 电压调整率1%(输入电压变化范围+9 至+12V)； c 负载调整率1%(在输入电压+12V 下,空载到满载)； d 纹波电压(峰-峰值)100mV(在输入电压+9V 下,满载)。 2发挥部分 扩充功能 a 排除短路故障后，能自动恢复为正常状态； b 过热保护； c 防止开、关机时产生的“过冲” ； 提高稳压电源的技术指标 a 提高电压调整率和负载调整率； 7 b 扩大输出电压调节范围和提高最大输出电流值。 改善 DC/DC 变换器性能 a 提高效率（在 100V、100mA 下测试） ； b 提高输出电压。 用数字显示输出电压和输出电流。 三、评分标准 项目得分 基本要求 设计与总结报告：方案设计与论证，理论分析 算与计算、电路图，测试方法与数据，结果分 析 50 实际制作完成情况50 发挥部分 完成第项9 完成第项15 完成第项6 完成第项10 特色与创新10 四、说明： 直流稳压电源部分不能采用 0.5A 以上的集成稳压芯片。 在设计报告前附一篇 400 字以内的报告摘要。 B 题简易数字频率计 一、任务 设计并制作一台数字显示的简易频率计。 二、要求 1基本要求 频率测量 a 测量范围信号：方波、正弦波 幅度：0.5 至 5V 频率:1Hz 至 1MHz b 测试误差0.1% 周期测量 a 测量范围信号：方波、正弦波 幅度：0.5 至 5V 频率:1Hz 至 1MHz b 测试误差0.1% 脉冲宽度测量 a 测量范围信号：脉冲波 幅度：0.5 至 5V 脉冲宽度100S b 过测试误差1% 显示器十进制数字显示，显示刷新时间 1 至 10 秒连续可调，对上述三种测量功 能分别用不同颜色的姚二极管指示。 具有自校功能，时标信号频率为 1MHz。 自行设计并制作满足本设计任务要求的稳压电源。 8 2发挥部分 扩展频率测量范围为0.1Hz至10MHz(信号幅度0.5至5V),测试误差降低为0.01%(最 大闸门时间10S). 测量并显示周期脉冲信号(幅度 0.5 至 5V、 频率 1Hz 至 1kHz)的占空比， 占空比的变 化范围为 10%至 90%，测试误差1%。 在 1Hz 至 1MHz 范围内及测试误差0。1%的条件下，进行小信号的频率测量，提出 实现抗干扰的措施。 三、评分标准 项目得分 基本要求 设计与总结报告：方案设计与论证，理论分析 算与计算、电路图，测试方法与数据，结果分 析 50 实际制作完成情况50 发挥部分 完成第项10 完成第项10 完成第项20 特色与创新10 四、说明 不能采用频率计专用模板。 在设计报告前附一篇 400 字以内的报告摘要。 C 题水温控制系统 一、设计并制作一个水温自动控制系统，控制对换为 1 升净水，容器为搪瓷器皿。水温可以 在一定范围