2003年全国大学生电子设计竞赛一等奖低频数字式相位测量仪(C题)

第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛题目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。

其原理示意图如下：二、设计要求1．基本要求（1）输出电压：范围0～＋9.9V，步进0.1V，纹波不大于10mV；（2）输出电流：500mA；（3）输出电压值由数码管显示；（4）由“＋”、“－”两键分别控制输出电压步进增减；（5）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（1）输出电压可预置在0～9.9V之间的任意一个值；（2）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）；（3）扩展输出电压种类（比如三角波等）。

三、评分意见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 发挥部分完成第一项 5完成第二项15完成第三项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，系统原理框图如下：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）进行采集的显示和显示。

具体设计任务是：（1）现场模拟信号产生器。

（2）八路数据采集器。

（3）主控器。

二、设计要求1．基本要求（1）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～2kHz范围变化，再经频率电压变换后输出相应1～5V直流电压（200Hz对应1V，2kHz对应5V）。

（2）八路数据采集器：数据采集器第1路输入自制1～5V直流电压，第2～7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8路备用。

将各路模拟信号分别转换成8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。

（3）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。

校园电子核心模块的方案论证１．正弦压控振荡电路（ＶＣＯ）的论证本设计选用西勒振荡电路作为ＶＣＯ。

这种电路的特点是：振荡频率由Ｃ３、Ｃ４决定，但反馈系数由Ｃ１、Ｃ２决定，解决了基本三点式振荡设计中存在的改变振荡频率必改变反馈系数的矛盾。

综合考虑稳幅输出和调谐方便，本设计选用变容二极管取代Ｃ４实现本系统的核心模块ＶＣＯ（图１）。

２．稳幅控制的选择与论证方案一 采用带有自动增益控制的运放，对ＶＣＯ输出信号进行放大的同时又稳定输出幅度。

这种设计方案要求运放有较高的带宽增益积，价格比较贵，性价比不高，故不采用。

方案二 采用自动增益控制的办法，对ＶＣＯ的输出进行检波，检波输出信号经滤波后反馈回振荡器，控制振荡器的静态工作点，使ＶＣＯ输出幅度基本保持不变。

这种闭环控制的方法理论上会有很好的效果。

但具体实现电路复杂。

重要的是这种方案在振荡器起振前，无法给出正确的静态工作点，故不采用此方案。

方案三 对方案二进行改进，用软硬件结合的办法，通过幅度测定反馈，实时动态调整静态工作点，实现稳幅输出。

具体实现办法为：利用数控电位计控制基极的电压。

为使ＶＣＯ顺利起振，预先测试好每个频率基本稳幅输出所需的基极电压，量化做表，存ＲＯＭ中，在控制锁相环设定频率的同时给出该频率起振所需的基极电压。

在振荡器起振后，通过检波和Ａ／Ｄ采样，实时检测输出电压，根据检测结果由单片机随时调整数控电位计的工作状态，构成稳定的反馈回路。

３．ＶＣＯ控制电压产生模块方案方案一 Ｄ／Ａ控制 此方案需预先测试和计算好产生固定频率所需的控制电压。

为方便控制将它量化存于ＲＯＭ之中，在需要时利用单片机控制Ｄ／Ａ转换即可完成。

此方案设计的是一个开环的系统，致使它的稳定性不好，且频率步进无法做得很小，不符合设计中发挥部分的要求，故不为本系统采用。

方案二 锁相环（ＰＬＬ）技术 从图２中既可看出这是一个闭环控制的系统。

它能够根据鉴相器的输出自动调整ＶＣＯ的控制电压，产生振荡频率的稳定度与晶振相同。

图１图４一．初步方案的论证首先，本小组认为这个系统的实现有其现实价值。

这一系统可以给医院的护士在管理病人点滴方面带来多种方便。

因而，系统中许多部分的设计应尽量体现方便、简单、实用。

整个装置可以简单分为电路控制部分和机械传动部分。

１．电路控制部分以单片机为主体。

由于整个系统对频率、资源方面没有很高要求，大众型的Ｃ５１系列芯片已经可以满足。

电路逻辑部分也比较简单，单片机可以帮助完成，无需ＦＰＧＡ、ＣＰＬＤ等高端产品。

作为主要的电路部分，对液滴的计数问题可以有二种方案。

一种是簧片振动，另一种是红外对管脉冲。

此次设计采用了第二种方案。

因为这种方案电路对只计脉冲数而言实现是非常简单的，而且受外界的干扰也比较小。

为了方便护士的管理，主从机的交互也是必不可少的功能。

此装置采用串行技术通讯，用普通电话线就可相连（使用ＭＡＸ４８３通信距离可达几百米）。

２．机械传动部分用ｋｐ６ｐ８－７０１步进电机作传动，对输液软管进行卡掐和放松来控制它的速度。

而步进电机又可以通过功率放大器而被单片机信号所控制。

二．部分电路的设计方案１．　红外对管对滴落液滴的信号响应红外对管夹在滴管两边（图　１），一个发射管发出的红外光被一头的接收管所接收。

一旦光路上有水滴通过，由于水对红外光的反射与折射，使得接收管的接收信号变弱，形成一个小脉冲。

为了验证以上的理论分析，专门用示波器记录了多次这样的脉冲，如图　２所示。

多次测量稳定，虽有一些Ｖｂａｓ上下的波动，但是脉冲还是比较明显，通过设定一个参考电平Ｖｒｅｆ，可以用运放来产生一个ＴＴＬ电平的脉冲。

经多次分析，有以下不稳定因素：（１）外界对红外对管的干扰 附近辐射源对信号干扰极大。

为此，采取黑色覆盖物包裹在对管周围，既可以很好地吸收水滴反射和折射的红外光，而且能尽量减小干扰。

（２）Ｖｒｅｆ的选取 考虑Ｖｒｅｆ的选取应该略大于Ｖｂａｓ，这样可以减小波动对输出脉冲信号的影响。

但不能太高，不然无法精确测量出脉冲来。

全国大学生电子设计竞赛试题1．1 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① 输出电压：范围0至+9.9V ，步进0.1V ，纹波不大于10mV ； ② 输出电流：500 mA ；③ 输出电压值由数码管显示； ④ 由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增减；⑤ 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① 输出电压可预置在0至+9.9V 之间的任意一个值；② 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）； ③ 扩展输出电压种类（比如三角波等）。

题目二 多路数据采集系统一、设计任务主控器能对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：①现场模拟信号产生器。

②八路数据采集器。

③主控器。

二、设计要求1．基本要求①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）②八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。

③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①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；②尽可能减少传输线数目；③其它功能的改进（例如：增加传输距离，改善显示功能等）1．2 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。

全国大学生电子设计竞赛试题1．1 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.1 ① ； ② 输出电流：③ ④ 由“+”、“-⑤ 15V ，+5V.2．发挥部分① 输出电压可预置在0至+9.9V 之间的任意一个值；②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）； ③ 扩展输出电压种类（比如三角波等）.题目二 多路数据采集系统一、设计任务二、设计要求 1．基本要求① 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 ）② 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.③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①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；②尽可能减少传输线数目；③其它功能的改进（例如：增加传输距离，改善显示功能等）1．2 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.⑤在前置放大级输入端交流短接到地时，R L=8Ω上的交流声功率≤10mW；⑵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⑴放大器的时间响应①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≤1μS、峰峰值电压为200 mV.用上述方波激励放大器通道时，在R L=8Ω的负载下，放大器通道应满足：②额定输出功率P OR≥10W；③在P OR下输出波形上升和下降时间≤1μS；④在P OR下输出波形顶部降落≤2%；⑤在P OR下输出波形过冲量≤5%.⑵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）.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⑴正弦波波信号源①信号频率：20Hz至20kHz步进调整，步长为5Hz.②频率稳定度：优于10-4.③非线性失真系数：≤3%.⑵脉冲信号源①信号频率：20Hz至20kHz步进调整，步长为5Hz.②上升和下降时间：≤1μS.③平顶降落：≤5%.④脉冲占空比：2%至98%步进可调，步长为2%.⑶上述两个信号源公共要求①频率可预置.②在负载为600Ω时，输出幅度为3V.③完全成5位频率的数字显示.2．发挥部分⑴正弦波和脉冲波频率步长改为1Hz.⑵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.⑶正弦波和脉冲波频率可自动步长，步长为1Hz.⑷降低正弦波非线性失真系数.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2．发挥部分① 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.② 在一定发射功率下，（不大于20MW ），尽量增大接收距离. ③ 增加信道的抗干扰措施.④ 尽量降低电源功耗.注：不能采用现成的收、发信号整机. 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 1① ② ③ 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① 扩大测量范围. ② 提高测量精度.③测量量程自动化.1．3 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①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；②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300Ω变化时，输出电流为20mA 时的相对变化率）.③ 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①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”；②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；b 扩大输出电压调节范围和提高最大输出电流值.③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.④用数字显示输出电压和输出电流.四、说明：①直流稳压电源部分不能采用0.5A以上的集成稳压芯片.②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①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1MHzb 测试误差≤0.1%②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1MHzb 测试误差≤0.1%③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≥100μSb过测试误差≤1%④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.⑤具有自校功能，时标信号频率为1MHz.⑥自行设计并制作满足本设计任务要求的稳压电源.2．发挥部分①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).②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%.③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、评分标准四、说明①不能采用频率计专用模板.②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内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动调整，以保持设定的温度基本保持不变.二、要求1．基本要求①温度设定范围为40至900C，最小区分度为10C，标准温差≤10C.②环境温度降低时（例如用电风扇降温）温度控制的静态误差≤10C.③用十进制数码显示水的实际温度.2．发挥部分①采用适当的控制方式，当设定温度突变（由400C提高到600C）时，减少系统的调节时间和超调量.②温度控制的静态误差≤0.20C③在设定温度发生突变（由400C提高到600C）时，自动打印水温随时间变化的曲线.四、说明①加热器用一千瓦电炉.②如果采用单片机控制，允许使用已有的单片机最小系统电路板.③数码显示部分可以使用数码显示模块.④测量水温时只要求在容器内任意设置一个测试点.⑤在设计报告前附一篇400字以内的报告摘要.D题调幅扩播收音机一、任务利用所提供的元器件（附有资料）制作一个中波段广播收音机.二、要求1．基本要求①接收频率范围：540至1600kHz.②调谐方式：手动电调谐.③输出功率：≥100mW.④测量灵敏度、选择性、镜像抑制比和电调谐特性（测试时用信号发生器直接注入）；写明测试方法，记录实测值，画出曲线.2．发挥部分①自动和手动搜索电台并有存储功能（可利用所提供的锁相环器件，或其它方法实现）.②可预置电台数目：预置电台数目≥10个.③显示预置电台序号.④特色与创新（例如：提高性能指标，全机用单一+3V电源供电，节电，显示电台频率等）.四、说明1．电调谐和特性是指输入信号频率与变容二极管控制电压之间的关系曲线.2．所提供的元器件清单（其它元器件自备）：①调幅收音机单片集成电路（带有小功率放大器），型号：CXA1600P/M.②调幅收音机输入回路线圈和磁性天线.③变容光焕发二极管，型号：SVC341.④本振线圈.⑤用于电调谐的锁相环频率合成器集成电路，型号：LC7218（可选件）.⑥ 7.2MHz晶体（可选件）.3．在设计报告前附一篇400字以内的报告摘要.1．4 第四届电子设计竞赛试题（1999年）A 题一、题目测量放大器 二、任务设计并制作一个测量放大器及所用的直流稳压电源，框图如图所示. 三、要求1① a b c >105；d 在e f直流电压放大器的差模输入电阻≥2M Ω(可不测试,由电路设计预以保证)；② 电源 设计并制作上述放大器所用的直流稳压电源.由单相220V 交流电压供电.交流电压变化范围为+10%至—15%.③ 设计并制作一个信号变换放大器.电路框图图如下图所示：将函数发生器单端输出的正弦电压信号不失真地转换为双端输出信号，用作测量直流电压放大器频率特性的输入信号.为③ 提高电路的共模抑制比.④ 差模电压放大倍数A VA 可预置并显示，预置范围1至1000，步距为1，同时满足基本要求①中参共模抑制比和噪声电压的要求.⑤ 其它（例如改善放大器性能的其它措施等）. 五、说明直流电压放大器部分只允许采用通用型集成运算放大器，和必要的其它元器件组成，不能使用单片集成的测量放大器或其它之下 型的测量放大器产品. B题一、题目数字式工频有效值多用表. 二、任务设计并制作一个能同时对一路工频交流电（频率波动范围为（50±1）Hz 、有失真的正弦波）的电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因素进行测量的数字式多用表.数字式多用表框图如图所示.② 准确度a 显示为543位（999.4~000.0），有过量程指示； b 交流电压和交流电流：±（0．8%读数+5个字），例如：当被测电压为300V 时，读数误差应小于±（0．8%×300+0．5）=±2．9V ；c 有功功率和无功功率：±（1．5%读数+8个字）；d 功率因素：±0．01；③ 功能选择：用按键选择交流电压、交流电流、有功功率、无功功率和功率因素的测量与显示.2．发挥部分① 用按键选择电压基波及总谐波的有效值测量与显示.② 具有量程自动转换功能，当变换器的输出电压小于0．5V 时，能自动提高分辨力达0．01V.③ 用按键控制实现交流电压、交流电流、有功功率、无功功率在测量过程中的最大值、最小值测量.④ 其它（例如扩展功能，提出高性能）. 四、评分标准发挥部分②、③均用所制作的频率特性测试仪测试自制的被测网络的幅频特性与相频特性.D 题一、题目短波调频接收机二、任务设计并制作一个短波调频接收机，电路组成框图如图所示.④接近灵敏度≤5mV；⑤通频带：f0±4kHz为­3dB；⑥选择性：f0±10kHz为­30dB；⑦镜像抑制比≥20dB.2．发挥部分①可实现多种自动程控频率搜索模式（如全频率范围搜索，特定频率范围内搜索等），全频率范围搜索时间≤2分钟；②能显示接收频率范围内的调频电台载频值，显示载波频率的误差≤±5kHz；③进一步提高灵敏度；④可存储已搜索到的电台，在台数不少于20个；⑤其它.E 题一、题目数字化语音存储与回放系统二、任务设计并制作一个数字化语音存储与回放系统，电路的示意图如图所.② 带通滤波器：通带为kHz Hz 4.3~300；③ ADC ：采样频率f s =8kHz ，字长=8位；④ 语音存储时间≥10秒；⑤ DAC ：变换频率f C =8kHz ，字长=8位；⑥ 回放语音质量良好.2．发挥部分在保证语音质量的前提下：① 减少系统噪声电平，增加自动音量控制功能；② 语音存储时间增加到20秒以上；③ 提高存储器的利用率（在原有存储器不变的前提出下，提高语音存储时间）； ④ 其它（例如：)/sin(/s s f f f f ππ校正等）.不能用单片语音用芯片实现本系统.1．5 第五届电子设计竞赛试题（2001年）A 题 波形发生器一、任务设计并制作一个波形发生器，该波形发生器能产生正弦波、方波、三角波和由用户编辑的特定波形形状.其电路示意图如图所示.1① ② 波（5③ 具有波形存储功能.④ 输出波形的频率范围为100Hz 20~kHz （非正弦波频率按10次谐波计算）；重复频率可调，频率步进间隔≤100Hz.⑤ 输出波形幅度范围05~V （峰峰值），可按步进0．１（峰峰值）调整.⑥ 具有显示输出波形的类型、重复频率（周期）和幅度的功能.2．发挥部分① 输出波形频率范围扩展至100Hz 200~kHz.②用键盘或其它输入装置产生任意波形.③增加稳幅输出功能，当负载变化时，输出电压幅度变化不大于±3%（负载电阻变化~）.范围：100Ω④具有掉电存储功能，可存储掉电前用户编辑的波形和设置.⑤可产生单次或多次（1000次以下）特定波形（如产生1个半周期三角波输出）.⑥其它（如增加频谱分析、失真度分析、频率扩展大于200kHz、扫描输出等功能）.B题简易数字存储示波器一、任务设计并制作一台用普通示波器显示被测波形的简易数字存储示波器.该示波器的电路组成框图如图所示.div，⑶要求设置0．2s/ div、0．2 ms/div、20us/ div三档扫描速度，仪器的频率范围为DC—50kHz，误差≤5%.⑷要求设置0．1V/ div、1 V/div二档垂直灵敏度，误差≤5%.⑸仪器的触发电路采用内触发方式，要求上升沿触发、触发电平可调.⑹观察波形无明显失真.2．发挥部分⑴增加连续触发存储显示方式，在这种方式下，仪器能连续对信号进行采集，、存储并实时显示，且具有锁存（按“锁存”键即可存储当前波形）.⑵增加双综示波功能，能同时显示两路被测信号波形.⑶增加水平移动扩展显示功能，要求存储深度增加一倍，并且能通过操作“移动”键显示被测存储信号波形的任一部分.⑷垂直灵敏度增加0．01V/ div档，以提高仪器的垂直灵敏度，并尽力减少输入短路时的输出噪声电压.⑸其它.三、评分标准四、说明测试过程中，不能对普通示波器进行操作和调整.C 题自动往返电动小汽车一、任务设计并制作一个能自动往返于起跑线与终点线间的小汽车.允许用玩具汽车改装，但不能用人工遥控（包括有线和无线遥控）.跑道宽度0．5m,表面贴有白纸，，两侧有档板，档板与地面垂直，其高度不低于20cm.⑵自动记录、显示行驶距离（记录显示装置要求安装在车上）.⑶其它特色与创新.三、评分标准⑴不允许在跑道内外区域另外设置任何标志或检测装置.⑵车辆（含在车体上附加的任何装置）外围尺寸的限制：长度≤35cm，宽度≤15cm.⑶必须在车身顶部明显标出车辆中心点位置，即横向与纵向两条中心线的交点.D 题 高效率音频功率放大器一、任务设计并制作一个高效率音频功率放大器及其参数的测量、显示装置.功率放大器的电源电压为+5V （电路其它部分的电源电压不限）.负载为8Ω电阻.二、要求1．基本要求⑴ 功率放大器a 3dB 通频带为300Hz 至3400Hz ，输出正弦信号无明显失真.b 最大不失真输出功率≥1W.c 输入阻抗大于10k Ω，电压放大倍数1至20连续可调.d 低频噪声电压（20kHz 以下）≤10mV ，在电压放大倍数为10，输入端对地交流短路时测量.e 在输出功率500mW 时测量的功率放大器效率（输出功率/放大器总功耗）≥50%. ⑵ 设计并制作一个放大倍数为1的信号变换电路，将功率放大器双端输出的信号转换为5%. ⑵ 输出功率保持为200 mW ，尽量提高放大器效率.⑶输出功率保持为200 mW ，尽量降低放大器电源电压.⑷ 增加输出短路保护功能.⑸ 其它.三、评分标准⑴ 采用开关方式实现低频功率放大（即D 类放大）是提高效率的主要途经之一，D 类放大原理框图如图所示.本例如选用D 类放大方式，不允许使用D 类功率放大集成电路.⑵ （+5V ），不包. ⑶一、任务设计制作一个用于8路模拟信号采集与单向传输系统.其系统方框图如下.⑵设计一个加法器电路，将调制器输出V SP—P与噪声电压V nP—P相加送入模拟信道.在解调器输入端测量信号与噪声峰—峰值之比（V SP—P/ V nP—P），当其比值分别为1、3、5时进行误码测试.测试方法：在8路顺序循环采集模式下，监视某一路的显示，检查接收数据的误码情况，监视时间为1分钟.⑶在（V SP—P/ V nP—P）=3时，尽量提高传输速率，用上述第⑵项的测试方法，检查接收数据的误码情况.⑷其它（如自制用来定量测量系统误码的简易误码率测试仪，其方框图如下所示.F题调频收音机一、任务用SONY公司提供的FM/AM收音机集成芯片CXA1019和锁相频率合成芯片BU2614，制作一台调频收音机.二、要求1．基本要求⑴接收FM信号频率范围88至108MHz.⑵调制信号频率范围100至15000Hz，最大频偏75kHz.⑶最大不失真输出功率≥100mW（负载阻抗8Ω）.⑷接收灵敏度≤1mV.⑸镜像抑制性能优于20dB.⑹能够正式常收听FM广播.2．发挥部分⑴可实现多种自动程序频率搜索（如全频率范围搜索、指定频率范围内搜索等）.⑵能显示接收频率范围内的调频电台载波频率值，显示载波频率的误差≤5kHz.⑶进一步提高灵敏度.⑷可存储已搜索到的电台，存储电台数不少于5个.⑸其它（如3V单电源整机供电、节能供电、时钟显示等）.三、评分标准⑴本题提供一组SONY公司的集成芯片和元件，包括：·FM/AM收音机集成芯片CXA1019·锁相频率合成调谐集成芯片BU2614·RF输入带通滤波器·10.7MHz陶瓷带通滤波器CF-2·10.7MHz陶瓷谐振器CF-3·可调电容器·变容二极管·锁相环所用的75kHz晶体⑵建议本振线圈与输入回路线圈垂直安装.。

低频数字式相位测量仪简单介绍相位差的测量在自动控制以及通讯电子等领域有着非常广泛的应用。

如水深测量、电磁波测量、电力系统的相位检测装置、激光测量等。

目前常用的低频数字式相位测量仪方法是将输入的两路信号经过某种处理将其变成方波，再通过比较这2路方波计算出相位差脉宽，最后通过用高频脉冲填充相位差，这个过程就实现了相位差的测量。

1、低频相位测量仪的意义大家都知道相位是交变信号三要素（频率伏值相位）之一，而相位差则是研究两个相同频率交流信号之间关系的重要指标。

相位差是测量两个同频率周期信号的相位差值。

相位计就是测量相位差的仪器,低频数字式相位测量仪就是专门测量低频信号的相位差，一般频率是100Hz以内的正弦频率信号，高精度相位计一般是指测量精度特别高，一般测量精度在0.2度以内。

低频数字式相位测量仪的工作原理和误差源就是设计低频数字式相位测量仪必须了解的内容。

2、低频数字式相位测量仪测试方法（1）示波器法示波器法是把两个被测信号同时加到双踪示波器的两个Y通道，直接进行比较，根据两个波形的时间间隔△T与波形周期T的比，计算相位差Φ。

示波器测量相位差缺点是精度不高。

（2）零示法零示法其实是将被测信号和可变移相器串联然后和另一同频率信号同时加在相位比较器如示波器、指示器等上，调节可变移相器，使比较器指示零值相位，则移相器上的读值即为两信号间的相位差。

这种测量方法的精度决定于所使用的移相器的精度，一般达十分之几度。

（3）直读式相位计法直读式相位计最大的优势就是可以直接读取相位差。

同事其测量速度也比较快，还能显示相位变化。

一般而言直读测量相位差的方法有：数字式直读相位计法、矢量电压表法相敏检波器法和环形调制器法。

其中前两种是目前低频数字式相位测量仪测试方法中最常见的，具体测试方法如下：a、数字式直读相位计法测量相位差的基本原理与测量时间间隔大体相同，见时频测量。

即将被测两信号电压经过脉冲形成电路，变换成尖脉冲，去控制双稳态触发器，由此产生宽度为△T的闸门信号。

目录摘要 (3)1.设计任务及规定 (4)1.1设计任务 (4)1.2设计规定 (4)2.系统方案 (5)2.1控制模块旳论证与选择 (5)2.2电源模块旳论证与选择 (5)2.3小车车体旳论证与选择 (6)2.4电机模块旳论证与选择 (6)2.5电机驱动模块旳论证与选择 (6)2.6寻迹模块旳论证与选择 (7)2.7避障模块旳论证与选择 (7)2.8显示模块旳论证与选择 (7)2.9按键模块旳论证与选择 (8)2.10通信模块旳论证与选择 (8)2.11方案选定 (9)3.系统旳理论分析与计算 (10)3.1系统旳信号检测与控制 (10)3.1.1 系统旳信号检测 (10)3.1.2 系统旳信号控制 (10)3.2 两车之间旳通信措施 (11)3.3 节能 (11)4.电路与程序设计 (12)4.1电路旳设计 (12)4.1.1 系统总体框图 (12)4.1.2 控制器旳电路设计 (13)4.1.3 稳压电源旳电路设计 (13)4.1.4 电机驱动电路旳设计 (14)4.2程序旳设计 (15)4.2.1 程序功能描述与设计 (15)4.2.2 程序流程图 (16)5.测试措施与测试成果 (19)5.1测试方案 (19)5.2测试条件与仪器 (19)5.3测试成果及分析 (19)5.3.1 测试数据 (19)5.3.2测试分析与结论 (19)参照文献 (17)附录1 (18)附录2 (19)附录3 (20)智能小车旳设计摘要: 本作品以低功耗旳ATmega16单片机为控制关键；MP2307稳压电路供电；使用光电传感器寻线和避障；LN298N驱动电机；以光电传感器来实现甲乙两车之间旳通信；结合了PWM调速等技术, 设计了一组智能小车。

该小车旳车体由控制、电源、按键、小车硬件、电机、电机驱动、寻迹、避障、显示和光电传感通信等十个模块构成, 可用于无人驾驶、自动探测等人工智能领域。

关键字: ATmega16.MP2307、光电、LN298N1.设计任务及规定1.1设计任务甲车车头紧靠起点标志线,乙车车尾紧靠边界,甲、乙两辆小车同步起动, 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。

7.2.2低频数字式相位测量仪（C题）设计与总结报告示例（以下是一个实际的低频数字式相位测量仪（C题）设计与总结报告）低频数字式相位测量仪（C题）摘要：设计了一个基于现场可编程门阵列（FPGA）的低频数字式相位测量仪。

该测量仪包括数字式移相信号发生器和相位测量仪两部分，分别完成移相信号的发生及其频率、相位差的预置及数字显示、信号的移相以及移相后信号相位差和频率的测量与显示等功能。

其中数字式移相信号发生器可以产生预置频率的正弦信号，也可产生预置相位差的两路同频正弦信号，并能显示预置频率或相位差值；相位测量仪能对移相信号的频率、相位差的测量和显示。

两个部分均采用基于FPGA的数字技术实现，使得该系统具有抗干扰能力强,可靠性好等优点。

关键词：现场可编程门阵列（FPGA），数字式移相信号发生器，相位测量仪Abstrct：The paper deals with designing of a low frequency phase measurement system based on FPGA technology.This phase measurement system includes two modules---a signal generator and a phase measurement subsystem.Its signal generator module can generate a sin wave with preconcerted frequency and two waves with preconcerted phase difference.It can continuously change signal phases through phase shifting.And its phase measurement subsystem has functions of measuring signal phase and phase difference of two signals.All of its three modules adopt digital technology base on FPGA.This system is characteristic of its strong antijamming performance and fine stability.Key words：FPGA，Digital phase signal generator，Phase measurement system（注意：以上内容在实际论文中为一页）目录1.系统设计 (x)1.1设计要求 (x)1.1.1设计任务 (x)1.2.2技术要求 (x)1.2方案比较 (x)1.2.1相位测量方案 (x)1.2.2移相网络方案 (x)1.2.3正弦波信号发生器方案 (x)1.2.4频率测量方案 (x)1.2.5幅度控制方案 (x)1.2.6滤波选择方案 (x)1.2.7显示界面方案 (x)1.3方案论证 (x)1.3.1总体思路 (x)1.3.2设计方案 (x)2.单元电路设计 (x)2.1低频率数字式相位测量仪 (x)2.1.1相位测量原理 (x)2.1.2原理方框图 (x)2.1.3原理图的设计与制作 (x)2.2数字式移相信号发生器 (x)2.2.1数字移相原理 (x)2.2.2正弦波信号的产生 (x)3.软件设计 (x)3.1开发软件及编程语言简介 (x)3.2软件实现方法 (x)3.2.1等精度频率测量的实现 (x)3.2.2正弦波波形数据产生 (x)3.2.3程序流程图 (x)3.3程序清单及仿真 (x)4.系统测试 (x)4.1测试仪器与设备 (x)4.2指标测试 (x)4.2.1幅值、频率、波形测量 (x)4.2.2相位差测量 (x)4.3误差分析 (x)4.3.1相位误差 (x)4.3.2频率误差 (x)4.3.3幅值量化误差 (x)5结论 (x)参考文献 (x)附录1、元器件明细表 (x)附录2：程序清单 (x)（注意：目录中的页码根据实际论文的页码编写，此处全部用x表示。

全国大学生电子设计竞赛题目分析全国大学生电子设计竞赛题目类型简介由国家教委高教司倡导并组织的全国大学生电子设计竞赛从1994年的首届试点到2003年已经成功地举办了6届。

从6届电子设计竞赛的试题来看，可以归纳成7类，即：（1）电源类：简易数控直流电源（第一届），直流稳压电源（第三届）；（2）信号源类：实用信号源的设计和制作（第二届），波形发生器（第五届），电压控制LC振荡器（A题）（第六届）；（3）高频无线电类：简易无线电遥控系统（第二届），调幅广播收音机（第三届），短波调频接收机（第四届），调频收音机（第五届）；（4）放大器类：实用低频功率放大器（第二届），高效率音频功率放大器（第五届），宽带放大器（B题）（第六届）；（5）仪器仪表类：简易电阻、电容和电感测试仪（第二届），简易数字频率计（第三届），频率特性测试仪（第四届），数字式工频有效值多用表（第四届），简易数字存储示波器（第五届），低频数字式相位测量仪（C题）（第六届），简易逻辑分析仪（D题）（第六届）；（6）数据采集与处理类：多路数据采集系统（第一届），数字化语音存储与回放系统（第四届），数据采集与传输系统（第五届）。

（7）控制类：水温控制系统（第三届），自动往返电动小汽车（第五届）；简易智能电动车（E题）（第六届）；液体点滴速度监控装置（F题）（第六届）。

从以上试题可见，试题具有实用性强、综合性强、技术水平发挥余地大的特点。

涉及到的电子信息类专业的课程有：低频电路、高频电路、数字电路、微机原理、电子测量、单片机、可编程逻辑器件、EDA设计等；实践性教学环节有：电子线路实验课、微机原理实验课、课程设计、生产实习等；可选用的器件有：晶体管、集成电路、大规模集成电路、单片机、可编程逻辑器件等；设计手段必须采用现代电子设计方法与开发工具，如VHDL语言、Xilinx Foundation Series EDA工具、单片机编程器等。

不难看出，电子设计竞赛的试题既反映了电子技术的先进水平，又引导高校在教学改革中应注重培养学生的工程实践能力和创新设计能力。