2015年全国大学生电子设计竞赛综合测评题

2015年电子设计大赛综合测评试题电子技术课程设计题目： 2015年电赛测评试题姓名：王苗龙专业班级：电信13-01学号： 4院（系）：电子信息工程学院指导教师：卫锋泽会完成时间： 2015年10月 29日轻工业学院课程设计任务书题目 2015年电子设计大赛综合测评试题专业电信工程13-1 学号 4 王苗龙主要容、基本要求、主要参考资料等：主要容1．阅读相关科技文献。

2．学习电子制图软件的使用。

3．学会整理和总结设计文档报告。

4．学习如何查找器件手册及相关参数。

技术要求1、使用555时基电路产生频率20kHz-50kHz连续可调，输出电压幅度为1V的方波Ⅰ；2、使用数字电路74LS74，产生频率5kHz-10kHz连续可调，输出电压幅度为1V的方波Ⅱ；3、使用数字电路74LS74，产生频率5kHz-10kHz连续可调，输出电压幅度峰峰值为3V的三角波；4、产生输出频率为20kHz-30kHz连续可调，输出电压幅度峰峰值为3V的正弦波Ⅰ；5、产生输出频率为250kHz，输出电压幅度峰峰值为8V的正弦波Ⅱ；方波、三角波和正弦波的波形应无明显失真（使用示波器测量时）。

频率误差不大于5%；通带输出电压幅度峰峰值误差不大于5%。

主要参考资料1．何小艇，电子系统设计，大学，2010年8月2．福安，电子电路设计与实践，科学技术，2001年10月3．王澄非，电路与数字逻辑设计实践，东南大学，1999年10月4．银华，电子线路设计指导，航空航天大学，2005年6月5．康华光，电子技术基础，高教，2006年1月完成期限： 2015年10月30日指导教师签章：专业负责人签章：2015 年 10月26日2015年电子设计大赛综合测评试题摘要模拟电路中，多种波形产生电路属于信号的运算与处理电路，它主要由信号产生电路、信号运算电路、信号处理电路构成。

555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件，可通过一定数目的电容、电阻构成多谐振荡器。

2015年全国赛复测题《多种波形产生电路》仿真文件摘要：1.2015 年全国赛复测题《多种波形产生电路》仿真文件概述2.多种波形产生电路的原理3.仿真文件的使用方法和技巧4.复测题的解答过程和结果5.总结与展望正文：【2015 年全国赛复测题《多种波形产生电路》仿真文件概述】2015 年全国赛复测题《多种波形产生电路》是一道针对电子电路设计与分析能力的考核题目。

该题目要求参赛者设计一个能够产生多种波形的电路，并通过仿真软件进行验证。

为此，题目提供了一份详细的仿真文件，以供参赛者参考和分析。

本文将针对这份仿真文件，介绍多种波形产生电路的原理，以及如何使用仿真文件进行有效的分析和设计。

【多种波形产生电路的原理】多种波形产生电路是一种电子电路，能够生成多种不同形状和频率的波形。

它的核心部分是一个可调振荡器，通过对振荡器的频率、幅度、相位等参数进行调整，可以得到所需的波形。

此外，为了产生多种波形，电路中还需要添加一些信号处理元件，如滤波器、放大器、移相器等。

这些元件的作用是对波形进行调制和处理，从而生成多种不同的波形。

【仿真文件的使用方法和技巧】在解答这道题目时，参赛者需要充分利用提供的仿真文件，对电路进行建模、分析和仿真。

以下是一些使用仿真文件的方法和技巧：1.熟悉仿真软件的操作界面和功能，了解如何建立电路模型、添加元器件、设置参数等。

2.根据题目要求，设计多种波形产生电路的电路原理图，并在仿真软件中进行建模。

3.分析电路的稳定性、波形质量、频率响应等性能指标，并对电路进行优化。

4.运用仿真软件的信号观察和分析功能，观察和分析波形的形状、频率、幅度等特征。

5.将仿真结果与理论分析进行对比，验证电路设计的正确性和有效性。

【复测题的解答过程和结果】根据上述方法和技巧，参赛者可以逐步完成复测题的解答过程。

首先，设计并建模多种波形产生电路；然后，对电路进行仿真分析，观察和分析波形特征；最后，根据仿真结果，对电路进行优化和调整，以满足题目要求的性能指标。

A题隔离放大器设计一、任务设计一个交直流隔离放大器，系统测试电路如图1所示。

具体指标要求如下：●电压增益：50倍；●最大输出电流：大于等于2mA（RMS）；●输入——输出间隔离电压：大于500V；●输入电压：正弦交流信号，小于等于50mV（RMS）；●输入电阻：大于100kΩ；●频带宽度：0～1kHz；●误差：小于1％。

+u o-图1 系统结构图二、具体指标与分值（理论设计满分100分）三、说明只提供一组±15V直流电源，其余问题自己解决，方法不限；B题信号参数测量仪一、任务设计并制作一个信号参数测量仪，能够完成信号频率和幅度的测量，示意图如图2如示。

二、具体指标与分值（理论设计满分100分）C题具有太阳能充电功能的应急LED灯一、任务设计并制作一个具有太阳能充电功能的应急LED灯。

系统结构如图1所示。

要求设计成市电与太阳能都能给应急灯的电池充电。

完成两个充电器以及2瓦LED驱动电路设计。

※系统允许使用单片机、DSP等微处理器。

图1 系统结构图二、具体指标与分值（理论设计满分100分）D题小车跟踪与导航系统一、任务设计并制作小车跟踪与导航系统系统。

如图1所示，小车行走区域4m*5m，小车尺寸20cm*15cm左右，小车系统由两节9V电池提供。

图1 系统结构图二、具体指标与分值（理论设计满分100分）E 题 基于摄像头的条形码识别系统的设计（1） 一、任务（2） 条形码应用在日常生活中广泛应用，如商品的信息，图书馆的图书识别等，现有的条形码识别器常用红外激光手持式扫描器，其优点是实现简（3）（4） 图1 系统框图分值5020101055F 题：四旋翼飞行器1. 任务设计制作一架能够自主飞行的四旋翼飞行器。

2.要求四旋翼飞行器能够完成以下飞行动作：（26）飞行器能够根据起飞前预置的指令起飞，飞离地面高度应超过30cm，飞行距离（水平）应超过60cm，然后飞行器应能平稳降落。

（30分）（27）飞行器能够根据指定（键盘设定）的飞行高度及降落地点（方向及距离）连续稳定地完成起飞、指定高度水平飞行、平稳降落等动作。

80MHz~100MHz 频谱分析仪（E 题）福州大学物理与信息工程学院杨威汤鸿黄锦雄【本科组】摘要本系统的设计由锁相环、混频电路、频率测量、AD采样几部分组成。

设计采用锁相环为本振，NE602为相乘器混频，465K滤波器滤波。

输入信号与本振源相乘后，输出的信号经465K滤波器滤出465K的信号，然后将465K信号分别输入第二套锁相环与单片机STM32中，两套锁相环确定输入信号频率，单片机确定输入信号电压，再由LCD屏幕显示出来，实现频谱仪的制作，经测试，多项性能指标均完成设计任务并有所拓展。

关键字：锁相环、频谱分析仪、混频器、滤波AbstractThis system consists of PLL,mixer circuit,frequency-mearsuring circuit,AD converter circuit.This system take PLL as the sourse, multiplier NE602 as the mixer, filter. We multiply the input siganl with the sourse ,send them to the 465k-filter and finally take them to the second PLL and MCU(STM32). We use the two PLLs to determine the frequency of the input signal. We display the result using the LCD.Key words:PLL、spectrum analyzer、mixer、smoothing1、系统方案设计1.1 整体方案设计方案一：FFT法。

这种频谱分析仪采用数字方法直接由模拟/数字转换器(ADC)对输入信号取样,再经FFT处理后获得频谱分布图。

它的频率范围受到ADC采集速率和FFT运算速度的限制。

李萨如图形演示装置摘要：本设计采用MSP430单片机为主控，CPLD为核心制作了一个李萨如图形演示装置。

李萨如图形是由在互相垂直的方向上的两个频率成简单整数比的正弦信号X(t)、Y(t)所合成的规则的、稳定的闭合曲线。

其中X(t)是由按键控制单片机输出的DDS信号经CPLD 分频得出，Y(t)由按键控制单片机输出的DDS信号经CPLD移相得出。

这两路正弦信号接入到示波器两通道，将示波器设置成X-Y时基模式来显示不同频率和相位差时的李萨如图形。

该系统布局合理，其输出波形无失真，其分频电路的分频系数可取1、2、3，并程控；移相电路能实现0～180°范围内的程控移相，移相电路的步进值可减小到5°，完全达到题目的要求。

关键词：CPLD 李萨如步进移相分频Abstract: The design achieves a goal of displaying Lissajous figures , MC U as main control,CPLD as core of the system .Lissajous figures are regul ar stable closed curve which are made up of two combined sine signals w hose frequency is in simple whole number ratios to form compounds in p erpendicular direction .X-axis signal is controlled via the button controlli ng the output of the DDS module by CPLD,while Y-axis signal getting fr om phase shifting of CPLD.These signals were inserted into two channels of OSC to display different Lissajous figures which are made up of differ ent frequency or phase shift.The system is reasonable arrangement ,whos e output wave is distortionless , whose division factor can be stored progr am controlled.Moreover,the phase-shift circuit can achieve phase shift via stored program controlling.The step value can reach 5 degree. The syste m is totally correspond to the demands.Key words:CPLD ,Lissajous figures, step,phase shift ,fractional frequenc y1系统方案 (1)1.1正弦波发生模块选择 (1)1.2过零比较（整形）电路 (1)1.3分频电路模块选择 (1)1.4移相电路 (2)1系统方案题目要求设计制作一个李萨如图形演示装置。

恭喜你，你选择了一个非常具有挑战性和深度的主题——2015年全国赛复测题《多种波形产生电路》仿真文件。

这个主题涉及到电路设计、信号处理和仿真技术等多个领域，需要我们通过深入研究和全面分析，才能够理解其内涵和价值。

接下来，我将按照你的要求，以从简到繁的方式来探讨这个主题，并逐步展开深度和广度的讨论。

1. 前言在进行对2015年全国赛复测题《多种波形产生电路》仿真文件的深入研究之前，我们首先需要了解这个主题的背景和意义。

这个主题所涉及的电路设计和仿真技术，是现代电子工程领域中极为重要的一部分。

通过研究和掌握这些技术，我们能够更好地理解和应用信号处理、波形产生和电路设计等方面的知识，为电子产品和系统的开发提供重要支持。

2. 主题简介2015年全国赛复测题《多种波形产生电路》仿真文件，是一个以多种波形产生电路为主题的仿真设计题目。

在这个主题中，我们需要考虑如何设计和实现一个能够产生多种波形信号的电路，并通过仿真技术进行验证和分析。

这涉及到信号的生成与处理、电路的设计与优化以及仿真技术的应用等多个方面的知识。

3. 深入分析在对2015年全国赛复测题《多种波形产生电路》仿真文件进行深入研究时，我们需要从以下几个方面展开分析：3.1 信号产生与处理：我们需要了解不同类型的波形信号，例如正弦波、方波、三角波等，它们在电子工程中的应用和特性。

这涉及到信号的频率、幅值、相位等基本特性的分析。

3.2 电路设计与优化：我们需要考虑如何设计一个能够产生多种波形信号的电路。

这包括使用基本的模拟电路元件，如电容、电感、运算放大器等，以及数字电路元件，如计数器、DAC等。

3.3 仿真技术的应用：我们需要利用仿真软件，如Multisim、PSPICE等，对设计的多种波形产生电路进行仿真验证。

通过仿真技术，我们能够分析电路的性能、波形的稳定性、失真情况等。

4. 总结回顾通过对2015年全国赛复测题《多种波形产生电路》仿真文件的深入研究和全面分析，我们不仅理解了这个主题所涉及的电路设计、信号处理和仿真技术等知识，同时也领悟到了电子工程领域中的重要理念和方法。