2012年浙江省电子设计竞赛

2012年全国大学生电子设计竞赛设计报告LC 谐振放大器摘要：本系统以高频小信号LC 谐振放大电路为核心，设计制作了振荡频率为15MHz 的谐振放大器。

系统第一部分输入信号通过π型电阻网络衰减电路实现信号衰减dB 240±的功能，同时完成电路阻抗匹配，使信号能够很好的传给下一级放大电路。

综合考虑功耗、通频带、选择性噪声影响及工作稳定等因素，第二部分设计了两级高频小信号单调谐放大电路相串联来完成60dB 的放大。

每级高频小信号放大电路均采用分立元件搭建而成，使用三极管S9018作为高频放大管，谐振负载采用LC 并联谐振回路。

通过各个模块间的配合使用，实现了谐振频率达15MHz ，上下偏差不超过100KHz ，并且系统带宽为KHz f 30027.0=∆，带内波动不大于dB 2，同时又降低了整个系统的成本及提高了系统的可实现性。

总的来说，本系统基本符合指标的要求。

关键词目 录一、系统方案论证 (2)1、衰减器方案论证............................................................................................... 2 2、LC 谐振放大器方案论证. (2)二、理论分析与计算 ................................................................................ 3 三、电路设计 (3)1、衰减电路设计................................................................................................... 32、LC 谐振放大电路设计.................................................... 错误！未定义书签。

序号获奖等级组别参赛学校参赛题目参赛学生参赛学生参赛学生1-1一等奖（TI杯）C重庆邮电大学（TI杯）X-Y信号产生与图形显示孙辛泉陈华周瑜1-2一等奖A重庆大学高效LED驱动电路顾师达邹莘剑王骏逸1-3一等奖A成都信息工程学院高效LED驱动电路丁健贾奥徐浩1-4一等奖A东南大学高效LED驱动电路张添翼刘文贾子昱1-5一等奖B南京邮电大学简易电子秤高小星李浩佟亚波1-6一等奖B解放军理工大学简易电子秤王飞朱江波余强强1-7一等奖B成都理工大学简易电子秤周刚廖斌黄河1-8一等奖B西安交通大学简易电子秤乔思祎薛琼鲁润道1-9一等奖B东南大学简易电子秤王国鹏李多杨彬祺1-10一等奖C华中科技大学X-Y信号产生与图形显示屠志晨李蔚琳张力戈1-11一等奖C西安电子科技大学X-Y信号产生与图形显示李小双张禄鹏乔海东2-1二等奖A南开大学高效LED驱动电路丁涛张欢夏玉昊2-2二等奖A重庆邮电大学高效LED驱动电路黄国臣龙小伍肖颖2-3二等奖A杭州电子科技大学高效LED驱动电路邴硕存何泽骅吕洋2-4二等奖A南京大学高效LED驱动电路赖竞炜黄开成郭宇晗2-5二等奖A江南大学高效LED驱动电路张水春王哲嵇达勇2-6二等奖B哈尔滨工程大学简易电子秤吴谋炎张腾陈恺翔2-7二等奖B南京航空航天大学简易电子秤蒋鹏飞杨刚陆欣2-8二等奖B武汉理工大学简易电子秤孙文丰史晓莹王璐2-9二等奖B武汉理工大学简易电子秤杨明倪浩兰军健2-10二等奖B电子科技大学简易电子秤韩冬宋志达康冬亮2-11二等奖B复旦大学简易电子秤姚舜扬施明茅魁元2-12二等奖B南京航空航天大学简易电子秤金宇全颖顾宇昌2-13二等奖B上海交通大学简易电子秤张颖异杨博王鑫序号获奖等级组别参赛学校参赛题目参赛学生参赛学生参赛学生2-14二等奖C山东大学X-Y信号产生与图形显示曾新贵颜发才杨关锁2-15二等奖C同济大学X-Y信号产生与图形显示任毅杨力博李思君2-16二等奖C东南大学X-Y信号产生与图形显示倪蕤童华清奚锦程2-17二等奖C南京邮电大学X-Y信号产生与图形显示史学良汤吉波陆一3-1三等奖A同济大学高效LED驱动电路陈剑黄旭南严骏华3-2三等奖A华南理工大学高效LED驱动电路林志鸿陈晓仕张泽平3-3三等奖A武汉大学高效LED驱动电路王佳华邹仁亭肖伟3-4三等奖A西南交通大学高效LED驱动电路李勇李路遥雍培元3-5三等奖A北京理工大学高效LED驱动电路朱翔宇谭思远喻涛3-6三等奖A东北大学高效LED驱动电路方智常韫恒邓迅3-7三等奖A南京大学高效LED驱动电路王鸿祥吴冰赵鑫3-8三等奖A武汉大学高效LED驱动电路黄小帅白清滨郑天宇3-9三等奖A华中科技大学高效LED驱动电路邱贞平姚金肖张能3-10三等奖A北京理工大学高效LED驱动电路王主彬王翊坤范轶阳3-11三等奖A上海大学高效LED驱动电路陶佳鸣薛子威苏忠煌3-12三等奖A西南交通大学高效LED驱动电路李飞腾王希平薛子涵3-13三等奖B河海大学简易电子秤张翼翔汪兴岳黄为民3-14三等奖B西安交通大学简易电子秤赵耀徐兴良张敬强3-15三等奖B西安电子科技大学简易电子秤郑义王晗昱孙景鑫3-16三等奖B浙江大学简易电子秤李如晖陈樱芝赵越3-17三等奖B解放军理工大学简易电子秤徐艳杨涛林志3-18三等奖B苏州大学简易电子秤杨州姚烨余磊3-19三等奖B杭州电子科技大学简易电子秤李欢柯若维奕科杰3-20三等奖B上海第二工业大学简易电子秤陈治龙邓欢赵雪鹏序号获奖等级组别参赛学校参赛题目参赛学生参赛学生参赛学生3-21三等奖B北京邮电大学简易电子秤倪炜恒李博张饶3-22三等奖B河海大学简易电子秤沈后威程林宋明超3-23三等奖B苏州大学简易电子秤王一丹邵尉马崇琦3-24三等奖B上海交通大学简易电子秤赵鹏刘松陈嘉庚3-25三等奖B华中科技大学简易电子秤张梦阳申阁邵成3-26三等奖B哈尔滨工业大学简易电子秤丁建旺魏树银李竹奇3-27三等奖B上海海事大学简易电子秤许虎梁凯岳虎3-28三等奖B北京交通大学简易电子秤王欣然毛静娜郭子渝3-29三等奖B华东理工大学简易电子秤倪光耀王逸宁罗颖3-30三等奖B大连理工大学简易电子秤江磊王野韩承达3-31三等奖C复旦大学X-Y信号产生与图形显示刘彦洲王欣郭威3-32三等奖C南京师范大学X-Y信号产生与图形显示倪浩潘柯文杨佳3-33三等奖C大连理工大学X-Y信号产生与图形显示阮新宇罗汀鲁昂3-34三等奖C桂林电子科技大学X-Y信号产生与图形显示张扬帆王德雨卢文登3-35三等奖C四川师范大学X-Y信号产生与图形显示任宸莹刘兆瑞王灿灿3-36三等奖C电子科技大学X-Y信号产生与图形显示杨慧然刘未洋周末3-37三等奖C东华大学X-Y信号产生与图形显示胡江浩石纪军陆乔3-38三等奖C桂林电子科技大学X-Y信号产生与图形显示宋金坤李金勇黄文斌3-39三等奖C南京师范大学X-Y信号产生与图形显示苏露李成志蒋一戈注：上述排名不代表得分排序。

关于开展2012年全国大学生电子设计竞赛信息安全技术专题邀请赛的通知（电组字〔2012〕01号）各有关高校：全国大学生电子设计竞赛信息安全技术专题邀请赛（以下简称邀请赛）经教育部高等教育司、工业和信息化部人事教育司同意，在认真总结上届竞赛经验的基础上，决定开展2012年全国邀请赛，现将有关事项通知如下：一、竞赛目的本次邀请赛是由教育部高等教育司、工业和信息化部人事教育司共同主办的全国性大学生科技竞赛活动，目的在于按照紧密结合教学实际，着重基础、注重前沿的原则，促进信息安全专业和课程的建设，引导高等学校在教学中注重培养大学生的创新能力、协作精神；加强学生动手能力的培养和工程实践的训练，提高学生综合素质，为优秀人才脱颖而出创造条件。

二、组织领导在全国竞赛组委会的领导下，组建了2012年全国邀请赛分组委会及专家组，具体负责本次邀请赛的有关组织及评审工作。

三、邀请院校范围与竞赛题目1、邀请主体是具有研究生院的院校，或者是设有信息安全专业及信息安全相关专业建设较强的院校，共50所左右。

2、选题类型分为硬件、软件两类。

硬件类题目是在TI和XILINX 公司提供的平台上完成信息安全相关作品；软件类题目定义为信息安全防护技术。

参赛内容涉及网络安全和通信安全，题目不做具体限定，强调创新。

四、竞赛时间与形式1、本次邀请赛4月2日开赛，8月6日结束。

2、竞赛形式为开放式竞赛，3人组队，每校最多可组4个队（TI 公司平台1队、XILINX公司平台1队、软件1-2队，不得互相替代）。

五、培训工作为了更好地开展竞赛工作，定于2012年3月31日-4月1日，由TI 公司、XILINX公司资深工程师为参赛学生及指导教师进行培训，使大家对本次竞赛所用平台有一个基本了解。

六、评奖1、获奖比例一等奖获奖总数原则上不超过全国实际参赛队总数的8%；二等奖获奖总数原则上不超过全国实际参赛队总数的16%；三等奖获奖总数原则上不超过全国实际参赛队总数的36%。

2012年全国大学生电子设计竞赛模拟电子设计专题邀请赛序号获奖等级组别参赛学校参赛题目参赛学生参赛学生参赛学生1-1一等奖（TI杯）C重庆邮电大学（TI杯）X-Y信号产生与图形显示孙辛泉陈华周瑜1-2一等奖A重庆大学高效LED驱动电路顾师达邹莘剑王骏逸1-3一等奖A成都信息工程学院高效LED驱动电路丁健贾奥徐浩1-4一等奖A东南大学高效LED驱动电路张添翼刘文贾子昱1-5一等奖B南京邮电大学简易电子秤高小星李浩佟亚波1-6一等奖B解放军理工大学简易电子秤王飞朱江波余强强1-7一等奖B成都理工大学简易电子秤周刚廖斌黄河1-8一等奖B西安交通大学简易电子秤乔思祎薛琼鲁润道1-9一等奖B东南大学简易电子秤王国鹏李多杨彬祺1-10一等奖C华中科技大学X-Y信号产生与图形显示屠志晨李蔚琳张力戈1-11一等奖C西安电子科技大学X-Y信号产生与图形显示李小双张禄鹏乔海东2-1二等奖A南开大学高效LED驱动电路丁涛张欢夏玉昊2-2二等奖A重庆邮电大学高效LED驱动电路黄国臣龙小伍肖颖2-3二等奖A杭州电子科技大学高效LED驱动电路邴硕存何泽骅吕洋2-4二等奖A南京大学高效LED驱动电路赖竞炜黄开成郭宇晗2-5二等奖A江南大学高效LED驱动电路张水春王哲嵇达勇2-6二等奖B哈尔滨工程大学简易电子秤吴谋炎张腾陈恺翔2-7二等奖B南京航空航天大学简易电子秤蒋鹏飞杨刚陆欣2-8二等奖B武汉理工大学简易电子秤孙文丰史晓莹王璐2-9二等奖B武汉理工大学简易电子秤杨明倪浩兰军健2-10二等奖B电子科技大学简易电子秤韩冬宋志达康冬亮2-11二等奖B复旦大学简易电子秤姚舜扬施明茅魁元2-12二等奖B南京航空航天大学简易电子秤金宇全颖顾宇昌2-13二等奖B上海交通大学简易电子秤张颖异杨博王鑫序号获奖等级组别参赛学校参赛题目参赛学生参赛学生参赛学生2-14二等奖C山东大学X-Y信号产生与图形显示曾新贵颜发才杨关锁2-15二等奖C同济大学X-Y信号产生与图形显示任毅杨力博李思君2-16二等奖C东南大学X-Y信号产生与图形显示倪蕤童华清奚锦程2-17二等奖C南京邮电大学X-Y信号产生与图形显示史学良汤吉波陆一3-1三等奖A同济大学高效LED驱动电路陈剑黄旭南严骏华3-2三等奖A华南理工大学高效LED驱动电路林志鸿陈晓仕张泽平3-3三等奖A武汉大学高效LED驱动电路王佳华邹仁亭肖伟3-4三等奖A西南交通大学高效LED驱动电路李勇李路遥雍培元3-5三等奖A北京理工大学高效LED驱动电路朱翔宇谭思远喻涛3-6三等奖A东北大学高效LED驱动电路方智常韫恒邓迅3-7三等奖A南京大学高效LED驱动电路王鸿祥吴冰赵鑫3-8三等奖A武汉大学高效LED驱动电路黄小帅白清滨郑天宇3-9三等奖A华中科技大学高效LED驱动电路邱贞平姚金肖张能3-10三等奖A北京理工大学高效LED驱动电路王主彬王翊坤范轶阳3-11三等奖A上海大学高效LED驱动电路陶佳鸣薛子威苏忠煌3-12三等奖A西南交通大学高效LED驱动电路李飞腾王希平薛子涵3-13三等奖B河海大学简易电子秤张翼翔汪兴岳黄为民3-14三等奖B西安交通大学简易电子秤赵耀徐兴良张敬强3-15三等奖B西安电子科技大学简易电子秤郑义王晗昱孙景鑫3-16三等奖B浙江大学简易电子秤李如晖陈樱芝赵越3-17三等奖B解放军理工大学简易电子秤徐艳杨涛林志3-18三等奖B苏州大学简易电子秤杨州姚烨余磊3-19三等奖B杭州电子科技大学简易电子秤李欢柯若维奕科杰3-20三等奖B上海第二工业大学简易电子秤陈治龙邓欢赵雪鹏序号获奖等级组别参赛学校参赛题目参赛学生参赛学生参赛学生3-21三等奖B北京邮电大学简易电子秤倪炜恒李博张饶3-22三等奖B河海大学简易电子秤沈后威程林宋明超3-23三等奖B苏州大学简易电子秤王一丹邵尉马崇琦3-24三等奖B上海交通大学简易电子秤赵鹏刘松陈嘉庚3-25三等奖B华中科技大学简易电子秤张梦阳申阁邵成3-26三等奖B哈尔滨工业大学简易电子秤丁建旺魏树银李竹奇3-27三等奖B上海海事大学简易电子秤许虎梁凯岳虎3-28三等奖B北京交通大学简易电子秤王欣然毛静娜郭子渝3-29三等奖B华东理工大学简易电子秤倪光耀王逸宁罗颖3-30三等奖B大连理工大学简易电子秤江磊王野韩承达3-31三等奖C复旦大学X-Y信号产生与图形显示刘彦洲王欣郭威3-32三等奖C南京师范大学X-Y信号产生与图形显示倪浩潘柯文杨佳3-33三等奖C大连理工大学X-Y信号产生与图形显示阮新宇罗汀鲁昂3-34三等奖C桂林电子科技大学X-Y信号产生与图形显示张扬帆王德雨卢文登3-35三等奖C四川师范大学X-Y信号产生与图形显示任宸莹刘兆瑞王灿灿3-36三等奖C电子科技大学X-Y信号产生与图形显示杨慧然刘未洋周末3-37三等奖C东华大学X-Y信号产生与图形显示胡江浩石纪军陆乔3-38三等奖C桂林电子科技大学X-Y信号产生与图形显示宋金坤李金勇黄文斌3-39三等奖C南京师范大学X-Y信号产生与图形显示苏露李成志蒋一戈注：上述排名不代表得分排序。

. -全国大学生电子设计竞赛2012年TI杯模拟电子系统专题邀请赛设计报告参赛题目：高效LED驱动电路（A题）参赛对号：xxx参赛选手：xxx参赛地点：xxx参赛时间：2012-8-28~2012-8-29. - 优质文档-2012-8-29摘要：本文主要介绍基于MSP430G2553的高效LED驱动电路的系统设计。

该设计的LED驱动主回路是以TI公司的DC/DC升压芯片TPS61040为核心的恒流源电路，通过MSP430G2553对恒流源电路的给定控制，实现对LED电流的准确设定。

为了实现延长断电后的恒流延续时间，我们采用单独的TPS61040做自供电升压稳压电源，为单片机提供稳定的、更长时间的工作电压。

为了方便设定值的读取，综合考虑系统的设计成本，采用两位数码管显示设定电流值。

最终，通过设置超级功耗单片机的低功耗模式进入断电期，真正实现了高效的LED驱动。

关键字：高效LED驱动msp430 低功耗1.系统方案论证1.1供电方案论证方案一：该方案是指只用一片TPS61040为整个系统提供电源，包括五颗白光LED、MSP430单片机、显示模块等。

由于TPS61040的输入电压低至1.8V，所以当断电后电容电压可以跌到1.8V单片机仍然能够获得足够的工作电压。

该方案的优点在于只用一片芯片，可以在较低的输入电压工作。

缺点是输入电压不是最低的，输出电压的X围太宽。

方案二：该方案指的是用两片TPS61040作为电源，其中一片单独为五颗LED做恒流使用，另外一片将输入电压升高后，提供给LED的恒流输入和单片机。

为了使升压电路的工作电压更低，采用自供电方式，即使用升压的输出电压为升压芯片供电。

这样可以再电容电压低至更低值时保证系统的正常工作，进一步延长断电延续时间。

还能为单片机提供一个相对稳定、合适的工作电压。

缺点是由于升压电路的加入，系统的效率会有所降低、成本会提高。

本设计采用后者方案，原因在于在对第一种方案测试之后发现：五颗LED 的供电电压远高于单片机的工作电压，导致必须加入降压稳压拓扑，不可行。

2012年全国职业院校技能大赛高职组“电子产品设计与制作”项目竞赛试题（样题）数字频率计设计一、任务1．根据组委会提供的原理图1（样题没有提供原理图），利用Altium Designer软件完成该电路的PCB设计，并要求PCB的设计要符合电磁兼容和高速电路设计特点。

2．根据组委会提供的原理图2（样题没有提供原理图），利用组委会提供的成品空白PCB，并从组委会提供的电子元器件中选择合适的元件完成电路板的焊接，并组装调试。

3．利用任务2完成的电路板，如不能完成任务2，则利用组委会提供的已调试好的电路板，配合自备的FPGA开发核心板进行数字频率计的设计、调试工作，并最终提交该电子产品。

4．编写该电子产品的技术文件，包括：设计文件、生产工艺文件。

二、功能要求与技术指标1．功能要求（1）能够测量出正弦波的频率，其范围50Hz~50KHz。

（2）要求测量的频率绝对误差值±5Hz。

（3）能够将测量出的频率在数码管上显示，便于观察。

2．发挥部分（1）提高检查频率范围到10Hz~100KHz，频率的测量绝对误差±1Hz。

（2）能够用同一个电路测量出方波和三角波的频率。

（3）若是方波能够提供方波等占空比信息。

（4）可以提示测量的规则波形的信息：方波、三角波或者正弦波。

三、技术文件要求1．设计文件包括：原理说明（包括电路图、电路框图、电路参数）、流程图、HDL代码清单等。

2．生产工艺文件（执行《中华人民共和国电子行业标准SJ/T10320-92》）包括：主要的生产工艺流程、元器件清单、连线图（表）、调试工作单卡等。

四、赛题说明1.电路设计的说明(1)成品空PCB和主要的电子元件在比赛开始时发放给参赛者。

(2)组委会提供的成品PCB，参赛者应该自备能与之匹配的FPGA核心开发版、电脑、FPGA下载工具以及必要的调试软硬件设备，并保证其功能完好可靠。

(3)要求绘制双层PCB板。

(4)PCB的布局要合理，符合实际使用。

单相高功率因数整流电源（A题）【本科组】一、任务设计并制作一台单相高功率因数整流电源，输入单相交流电压有效值为220V，50Hz，输出电压为直流36V，输出功率为100W。

电源框图如下图所示。

二、要求1．基本要求(1)输入电流波形为基本正弦；(2)输入电压为220V±10%，50Hz时，输出电压36V±2%；(3)当输入电压为220V，负载电流从0A～2.8A时，输出电压36V±5%；(4)效率70%以上；(5)输入输出隔离；(6)具有过流保护(输出电流≥3.5A时动作),保护时无直流电压输出；(7)输出纹波电压峰-峰值＜1V（满负荷下）。

2．发挥部分(1)功率因数达到0.95以上（功率因数达不到要求时，所有发挥部分不计分）；(2)当输入电压由198V变化至242V，负载电流2.8A时, 输出电压36V ±0.2%；(3)当输入电压为220V，负载电流从0A变化至2.8A时，输出电压36V ±0.5%；(4)效率85％以上；(5)过流故障排除后，电路自动恢复正常输出；(6)输出纹波电压峰-峰值＜0.4V(满负荷)；(7)其它。

三、说明1．电路中必须设置一些测试点，提供测试方便；2．在调试过程中,要注意安全；3．DC/DC模块不允许使用成品模块，不得另加辅助电源；4．本题中的输出噪声纹波电压是指输出电压中的所有非直流成分，要求用带宽不小于20MHz模拟示波器（AC耦合，扫描速度20ms/div）测量；5．电源应能在测试过程中连续安全工作。

四、评分标准低频三相函数信号发生器（B题）【本科组】一、任务设计并制作一台低频三相函数信号发生器，电路组成框图如图所示。

二、要求1．基本要求（1）制作完成一路正弦波信号输出，频率范围20Hz ～20kHz ； （2）具有频率设置和频率步进功能，频率步进10Hz ；（3）输出信号频率稳定度优于10-5，用示波器观察时无明显失真； （4）输出电压幅度：在10k Ω负载电阻上的电压峰-峰值V opp ≥20V ； （5）数字显示正弦波的电压有效值、频率等，电压有效值精度5%，频率精度0.1%。

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V N 的均方根电压值固定为1V ±0.1V ；加法器的输出V C =V S +V N ，带宽大于1MHz ；纯电阻分压网络的衰减系数不低于100。

（2）微弱信号检测电路的输入阻抗R i ≥1 M Ω。

（3）当输入正弦波信号V S 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. 发挥部分正弦波信号源微弱信号 检测电路噪声源V S V NV C V o 纯电阻 分压网络显示 电路加法器V i A BCDE（1）当输入正弦波信号V S 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%。