最新江苏省大学生电子设计竞赛ti杯试题汇总汇总

  • 格式:docx
  • 大小:294.13 KB
  • 文档页数:22

2012年江苏省大学生电子设计竞赛TI杯试题汇总 精品资料 仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢2 2012年江苏省大学生电子设计竞赛(TI杯)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8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100。

(2)微弱信号检测电路的输入阻抗Ri≥1 M。

(3)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 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 精品资料

仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢3 (1)提高正弦波信号的识别能力,当输入正弦波信号VS 的频率在100Hz~10kHz范围内、幅度峰峰值在20mV ~200mV范围内时,检测并显示正弦波信号的幅度值,误差不超过5%。

(2)在发挥部分(1)的条件下,要求检测误差不超过2%。

(3)当输入正弦波信号VS 的频率在100Hz~10kHz范围内时,进一步降低VS 的幅度,检测并显示正弦波信号的幅度值,误差不超过2%。

(4)其它。

三、说明

1. 本题只能采用模拟技术,不得使用数字信号处理技术来完成。

2. 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)。

3. 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。

4. 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

2012年江苏省大学生电子设计竞赛(TI杯)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。 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 12

完成第(2)项 16

完成第(3)项 12

其它 10

总分 50 精品资料

仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢4 (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8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。

模拟某传感器特性的电路模块

+ − Rf 1 5.1MΩ Cf 1 4.7pF

Vb

A 5.1MΩ

Rf 2

Cf 2 4.7pF

10MΩ Rs Vs 正弦波电压信号发生器

T K

频率补偿电路 Vo

TP1 TP2

图1 电路结构

二、要求

1. 基本要求

(1) 按图1虚线框中所示组装“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2.5 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±0.05。

② 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,Vo输出噪声的均方根电压Vn≤30 mV。

2. 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 ± 5kHz。 精品资料

仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢5 (2) 以电压增益A(200Hz)为基准, 0~70kHz范围内的电压增益A(f)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 mV。

(4) 其他。

三、说明

1. “模拟模块”中的运算放大器A要求使用TI公司产品OPA2134。

2. 频率补偿必须采用模拟方案实现,不得用DAC或DDS方式输出信号。

3. 图1虚线内模块的性能必须满足基本要求(1)中②的要求,否则不予评测。

4. 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。

5. 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。

C i

47pF Vt 三角波电压信号

(函数信号发生器) T

tr 90%

10% 100%

0

(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

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 精品资料

仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢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

总分 50 精品资料

仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢7

2012年江苏省大学生电子设计竞赛(TI杯)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8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。

简易直流电子负载(C题)

【本科组】

一、 任务

设计和制作一台恒流(CC)工作模式的简易直流电子负载。其原理示意图如图1所示。

控制器恒流电路电压电流检测键盘与显示被测电源设备−+功率器件直流电子负载

图1 直流电子负载原理示意图

二、 要求

1. 基本要求

(1) 恒流(CC)工作模式的电流设置范围为100mA~1000mA ,设置分辨力为10mA,设置精度为±1%。还要求CC工作模式具有开路设置,相当于设置的电流值为