天津市TI杯电子设计大赛元件清单及试题.doc

2012年“TI杯”大学生电子设计竞赛目录2012年“TI杯”大学生电子设计竞赛 1基本仪器、主要元器件和TI公司提供的元器件清单 2微弱信号检测装置（A题） 4一、任务 4二、要求 5三、说明 5频率补偿电路（B题） 6一、任务 7二、要求 7三、说明 8简易直流电子负载（C题） 10任务 10要求 10三、说明： 11声音定位系统（D题） 13一、任务 13二、要求 14三、说明 15激光枪自动射击装置（E题） 16一、任务 17二、要求 17三、说明 18便携式脉搏测试仪（F题） 20一、任务 20二、要求 20三、说明 21简易直流电子负载（G题） 22任务 22要求 23三、说明 24线阵LED图文显示装置（H题） 26任务 26要求 27说明 27基本仪器、主要元器件和TI公司提供的元器件清单本次电子设计竞赛除实验室常备仪器及元器件之外，还需准备以下较特殊的元器件及相关仪器：1、基本仪器清单50MHz（以上）双通道数字示波器双路可调直流稳压电源函数信号发生器（0.1Hz～20MHz，具有外调制功能）通用双踪示波器秒表10米卷尺1米卷尺4位半(以上)数字多用表2、在竞赛中使用（或选用）的主要元器件清单单片机最小系统板（仅含单片机芯片、键盘与显示装置、存储器、A/D、D/A）Lauchpad (MSP430单片机开发板)为核心的最小系统 ( 请为Launchpad开发显示，和键盘模块)坐标纸（500mm*350mm）小型直流电机波长600-1000nm的LED及相应光电接收元件光敏元件高亮度LED元件无线通信模块（如CC11xx，CC24xx，CC25xx系列）10pF以下小容量电容器激光笔摄像头128*64以上分辨率的显示屏2欧姆至10欧姆的20W以上的功率电阻3、TI公司提供的供选用元器件清单序号型号芯片上字符1INA2134PAINA2134PA2OPA2134PAOPA2134PA3OPA2227PAOPA2227PA4OPA2340PAOPA2340PA5TLV2460IPTLV2460IP6ADS1115IDGSR12BOGI7CSD17505Q5ACSD175058INA282AIDRI282A9INA333AIDGKRI33310LP2950-33LPRE323MCYHE11TLV5616IDR5616I12TPS5430DDA5430P13TPS54331DR5433I14TPS60400DBVTPFK15TPS61070DDCRAUH注意：TI将至少按参赛队的50％比例发放上述芯片，并在25日将上述芯片送到各赛区组委会。

各校前往赛区组委会领取，请联系各自赛区组委会目前，所有上述芯片中国样片库已经无存货我们将不再提供上述芯片的免费样片所有申请上述芯片的订单将被拒绝若需购买上面芯片，我们今年和e络盟配合，开通了特价小批量销售通道如果还没有开通，请联系开通 2012年15省赛区大学生电子设计TI杯竞赛试题 参赛注意事项（1）2012年8月5日8:00竞赛正式开始本科组参赛队只能在A、B、C、D、E题目中任选一题；高职高专组参赛队原则上在F、G、H题中任选一题，也可以选择其他题目2）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3）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员4）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5）2012年8月7日20:00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存微弱信号检测装置（A题） 【本科组】 一、任务正弦波信号源微弱信号检测电路噪声源VS VN VC Vo 纯电阻分压网络显示电路加法器Vi A B C D E 设计并制作一套微弱信号检测装置，用以检测在强噪声背景下已知频率的微弱正弦波信号的幅度值，并数字显示出该幅度值。

为便于测评比较，统一规定显示峰值整个系统的示意图如图1所示正弦波信号源可以由函数信号发生器来代替噪声源采用给定的标准噪声（wav文件）来产生，通过PC机的音频播放器或MP3播放噪声文件，从音频输出端口获得噪声源，噪声幅度通过调节播放器的音量来进行控制图中A、B、C、D和E分别为五个测试端点图1 微弱信号检测装置示意图二、要求1. 基本要求（1）噪声源输出VN的均方根电压值固定为1V±0.1V；加法器的输出VC =VS+VN，带宽大于1MHz；纯电阻分压网络的衰减系数不低于1002）微弱信号检测电路的输入阻抗Ri≥1 MW3）当输入正弦波信号VS 的频率为1 kHz、幅度峰峰值在200mV ~ 2V范围内时，检测并显示正弦波信号的幅度值，要求误差不超过5%2. 发挥部分（1）当输入正弦波信号VS 的幅度峰峰值在20mV ~ 2V范围内时， 检测并显示正弦波信号的幅度值，要求误差不超过5%2）扩展被测信号VS的频率范围，当信号的频率在500Hz ~ 2kHz范围内，检测并显示正弦波信号的幅度值，要求误差不超过5%3）进一步提高检测精度，使检测误差不超过2%4）其它（例如，进一步降低VS 的幅度等）。

三、说明本题必须使用TI 的Launchpad（MSP430小开发板）来完成微弱信号检测电路要求采用模拟方法来实现常用的微弱信号检测方法有：滤波，锁相放大，取样积分等（仅供参考）为便于各个模块的测试，所有测试端点（A~E）应做成跳线连接方式检测并显示正弦波信号的幅度值是指输入正弦波信号VS 的幅度（即峰值）赛区测评时，应固定使用某一装置（PC机或MP3）来产生噪声源，所有作品均应采用该噪声源进行测试四、评分标准设计报告项 目满分方案论证5理论分析与计算4电路设计6测试方案与测试结果3设计报告结构及规范性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13完成第（2）项12完成第（3）项15其它10总分50 2012年15省赛区大学生电子设计TI杯竞赛试题 参赛注意事项（1）2012年8月5日8:00竞赛正式开始本科组参赛队只能在A、B、C、D、E题目中任选一题；高职高专组参赛队原则上在F、G、H题中任选一题，也可以选择其他题目2）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。

3）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员4）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5）2012年8月7日20:00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存频率补偿电路（B题）【本科组】一、任务 设计并制作一个频率补偿电路，补偿“模拟某传感器特性的电路模块”（以下简称“模拟模块”）的高频特性电路结构如图1所示图1 电路结构二、要求1. 基本要求(1) 按图1所示组装“模拟模块”电路，其中正弦波电压信号发生器可使用普通函数信号发生器在开关K接Vs的条件下达到如下要求：① Vs为200Hz、峰峰值为10V时，“模拟模块”输出Vb没有明显失真② 以200Hz为基准，Vb 的−3dB高频截止频率为4.5 kHz ± 0.5 kHz (2) 设计并制作频率补偿电路，使之达到如下要求：① 频率为200Hz时的电压增益A(200Hz)=|Vo/Vs|=1± 0.05② 以电压增益A(200Hz)为基准，将A(f)=|Vo/Vs|的−3dB高频截止频率扩展到大于50kHz。

③ 以电压增益A(200Hz)为基准，频率0~35kHz范围内的电压增益A(f)的波动在±20%以内3) 在达到基本要求(2)的第①、②项指标后，将开关K切换到接地端，输出Vo的噪声均方根电压Vn≤30 mV2. 发挥部分(1) 在达到基本要求(2)的第①项指标后，以电压增益A(200Hz)为基准，将A(f)的−3dB高频截止频率扩展到100kHz ± 5kHz2) 以电压增益A(200Hz)为基准，频率0~70kHz范围内的电压增益A(f)的波动在±10%以内3) 在达到基本要求(2)的第①项和发挥部分(1)的指标后，将开关K切换到接地端，输出Vo的噪声均方根电压Vn ≤10 mV4) 其他三、说明 1. 根据频带要求，直流特性和外部元件参数，自选“模拟模块”中的运算放大器A，该运放必须为TI公司产品2. 要求“模拟模块”输出Vb 的−3dB高频截止频率为4.5 kHz ± 0.5 kHz如果所测高频截止频率≥6 kHz，则以后项目将不予评测3. 根据对高频响应特性的要求，频率补偿电路中插入适当的低通滤波电路可以有效降低输出Vo的高频噪声此外，还应注意输入电路的屏蔽4. 在图1所示开关K切换到接地端的条件下，在T端接入图2(a)所示的电路可简化系统频率特性的测试、调整过程。

设定函数信号发生器输出Vt为频率500Hz、峰峰值5V的三角波电压，则输出Vb的波形应近似为方波脉冲如果频率补偿电路的参数已调整适当，则输出Vo的方波脉冲会接近理想形状若高频截止频率为fH=50kHz，则输出的方波脉冲上升时间应为tr ≈ 7μs；若fH=100kHz，则tr ≈ 3.5μs；tr的定义如图2(b)所示应用fH·tr ≈ 0.35的原理，可将系统的频率响应特性调整到所要求的指标注意：Ci到运放A反相输入端的引线应尽量短，以避免引入额外干扰 (a) (b)图2 辅助调试电路及波形定义4. 要求在Vb端和Vo端预设测试点（TP1、TP2），以便于测试时连接示波器探头四、评分标准设计报告项 目主要内容满分方案论证比较与选择方案描述3理论分析与计算系统传递函数及零、极点分析频率补偿各部分电路的分析6电路设计频率补偿各部分电路的设计6测试方案与测试结果测试方法与仪器测试结果及分析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15完成第（2）项15完成第（3）项15其他5 2012年15省赛区大学生电子设计TI杯竞赛试题 。