第四屆三峽大學(xué)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽題目

1、<p>　　第四屆三峽大學(xué)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽題目</p><p>　　一、開(kāi)關(guān)電源模塊并聯(lián)供電系統(tǒng)（A題）</p><p><b>　　1．任務(wù) </b></p><p>　　設(shè)計(jì)并制作一個(gè)由兩個(gè)額定輸出功率均為16W的8V DC/DC模塊構(gòu)成的并</p><p>　　聯(lián)供電系統(tǒng)（見(jiàn)圖A-1）。</p>

2、<p>　　圖A-1 兩個(gè) DC/DC 模塊并聯(lián)供電系統(tǒng)主電路示意圖</p><p><b>　　2．要求 </b></p><p><b>　　1）基本要求 </b></p><p>　?、僬{(diào)整負(fù)載電阻至額定輸出功率工作狀態(tài)，供電系統(tǒng)的直流輸出電壓</p><p>　　UO=8.0

3、±0.4V。 </p><p>　　②額定輸出功率工作狀態(tài)下，供電系統(tǒng)的效率不低于 60% 。 </p><p>　?、壅{(diào)整負(fù)載電阻，保持輸出電壓 UO=8.0±0.4V，使兩個(gè)模塊輸出電流之和 IO =1.0A且按 I1:I2=1:1 模式自動(dòng)分配電流，每個(gè)模塊的輸出電流的相對(duì)誤差絕對(duì)值不大于 5%。 </p><p>　?、苷{(diào)整負(fù)載

4、電阻，保持輸出電壓 UO=8.0±0.4V，使兩個(gè)模塊輸出電流之和 IO =1.5A且按 I1:I2= 1:2 模式自動(dòng)分配電流，每個(gè)模塊輸出電流的相對(duì)誤差絕對(duì)值不大于 5%。</p><p><b>　　2）發(fā)揮部分</b></p><p>　?、僬{(diào)整負(fù)載電阻， 保持輸出電壓 UO=8.0±0.4V， 使負(fù)載電流 IO在 1.5~3.5A之

5、間變化時(shí)，兩個(gè)模塊的輸出電流可在（0.5~2.0）范圍內(nèi)按指定的比例自動(dòng)分配，每個(gè)模塊的輸出電流相對(duì)誤差的絕對(duì)值不大于 2%。 </p><p>　?、谡{(diào)整負(fù)載電阻，保持輸出電壓 UO=8.0±0.4V，使兩個(gè)模塊輸出電流之和 IO =4.0A且按 I1:I2=1:1 模式自動(dòng)分配電流， 每個(gè)模塊的輸出電流的相對(duì)誤差的絕對(duì)值不大于2%。 </p><p>　?、垲~定輸出功率工作

6、狀態(tài)下，進(jìn)一步提高供電系統(tǒng)效率。 </p><p>　?、芫哂胸?fù)載短路保護(hù)及自動(dòng)恢復(fù)功能，保護(hù)閾值電流為 4.5A（調(diào)試時(shí)允許有±0.2A的偏差） 。 </p><p><b>　?、萜渌?。</b></p><p>　　二、基于自由擺的平板控制系統(tǒng)（B題）</p><p><b>　　1．任務(wù) <

7、;/b></p><p>　　設(shè)計(jì)并制作一個(gè)自由擺上的平板控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖B-1 所示。 </p><p>　　擺桿的一端通過(guò)轉(zhuǎn)軸固定在一支架上，另一端固定安裝一臺(tái)電機(jī)，平板固定</p><p>　　在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上；當(dāng)擺桿如圖B-2 擺動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以控制平板轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　圖B-1

8、 圖B-2</p><p><b>　　2．要求</b></p><p><b>　　1）基本要求 </b></p><p>　?、倏刂齐姍C(jī)使平板可以隨著擺桿的擺動(dòng)而旋轉(zhuǎn)（3~5 周） ，擺桿擺一個(gè)周期，平板旋轉(zhuǎn)一周（360º） ，偏差絕對(duì)值不大于 45°。 </p&g

9、t;<p>　　②在平板上粘貼一張畫(huà)有一組間距為1cm平行線的打印紙。用手推動(dòng)擺桿至一個(gè)角度θ（θ在 30º～45º間） ，調(diào)整平板角度，在平板中心穩(wěn)定放置一枚 1 元硬幣（人民幣） ；啟動(dòng)后放開(kāi)擺桿讓其自由擺動(dòng)。在擺桿擺動(dòng)過(guò)程中，要求控制平板狀態(tài)，使硬幣在 5 個(gè)擺動(dòng)周期中不從平板上滑落，并盡量少滑離平板的中心位置。 </p><p>　?、塾檬滞苿?dòng)擺桿至一個(gè)角度θ（θ在 45

10、º～60º間） ，調(diào)整平板角度，在平板中心穩(wěn)定疊放 8 枚 1 元硬幣，見(jiàn)圖B-2；啟動(dòng)后放開(kāi)擺桿讓其自由擺動(dòng)。在擺桿擺動(dòng)過(guò)程中，要求控制平板狀態(tài)使硬幣在擺桿的 5 個(gè)擺動(dòng)周期中不從平板上滑落，并保持疊放狀態(tài)。根據(jù)平板上非保持疊放狀態(tài)及滑落的硬幣數(shù)計(jì)算成績(jī)。</p><p><b>　　2）發(fā)揮部分 </b></p><p>　　①如圖B-3 所示

11、，在平板上固定一激光筆，光斑照射在距擺桿150cm距離處垂直放置的靶子上。擺桿垂直靜止且平板處于水平時(shí)，調(diào)節(jié)靶子高度，使光斑照射在靶紙的某一條線上，標(biāo)識(shí)此線為中心線。用手推動(dòng)擺桿至一個(gè)角度θ（θ在 30º～60º間） ，啟動(dòng)后，系統(tǒng)應(yīng)在15秒鐘內(nèi)控制平板盡量使激光筆照射在中心線上（偏差絕對(duì)值＜1cm） ，完成時(shí)以 LED指示。 根據(jù)光斑偏離中心線的距離計(jì)算成績(jī)， 超時(shí)則視為失敗。 </p><p

12、><b>　　圖B-3</b></p><p>　?、谠谏鲜鲞^(guò)程完成后，調(diào)整平板，使激光筆照射到中心線上（可人工協(xié)助） 。啟動(dòng)后放開(kāi)讓擺桿自由擺動(dòng)；擺動(dòng)過(guò)程中盡量使激光筆光斑始終瞄準(zhǔn)照射在靶紙的中心線上，根據(jù)光斑偏離中心線的距離計(jì)算成績(jī)。 </p><p><b>　?、芷渌?。</b></p><p><b&

13、gt;　　3．說(shuō)明 </b></p><p>　　1）擺桿可以采用木質(zhì)、金屬、塑料等硬質(zhì)材料；擺桿長(zhǎng)度（固定轉(zhuǎn)軸至電機(jī)軸的距離）為 100 cm±5cm；擺桿通過(guò)轉(zhuǎn)軸固定在支架或橫梁上，并能夠靈活擺動(dòng)； 將擺桿推起至θ=30º處釋放后,擺桿至少可以自由擺動(dòng) 7 個(gè)周期以上。擺桿不得受重力以外的任何外力控制。 </p><p>　　2）平板的狀態(tài)只能受電機(jī)控制

14、。平板的長(zhǎng)寬尺寸為 10cm×6cm，可以采用較輕的硬質(zhì)材料；不得有磁性；表面必須為光滑的硬質(zhì)平面；不得有凸起的邊沿；傾斜一定角度時(shí)硬幣須能滑落。平板承載重量不小于100g。 </p><p>　　3）擺動(dòng)周期的定義：擺桿被釋放至下一次擺動(dòng)到同側(cè)最高點(diǎn)。 </p><p>　　4）擺桿與平板部分電路可以用軟質(zhì)導(dǎo)線連接， 但必須不影響擺桿的自由擺動(dòng)。

15、</p><p>　　5）在完成基本要求部分工作時(shí)，需在平板上鋪設(shè)一張如圖B－4 所示畫(huà)有一組間距為 1cm平行線的打印紙（10cm×6cm） ，平行線與電機(jī)轉(zhuǎn)軸平行。 </p><p><b>　　圖B-4</b></p><p>　　6）非保持疊放狀態(tài)硬幣數(shù)為接觸平板硬幣數(shù)減 1。接觸平板硬幣數(shù)的定義參見(jiàn)圖B-5。

16、 </p><p>　　圖B-5(1) 中接觸平板硬幣數(shù)為 1；圖B-5(2) 中接觸平板硬幣數(shù)為 2；圖B-5(3) 中接觸平板硬幣數(shù)為 3。 </p><p>　　圖B-5(1) 圖B-5(2)） 圖B-5(3)</p><p>　　7） 在完成發(fā)揮部分工作時(shí)，需要在平板上固定安裝一激光筆。激光筆的照射方向垂

17、直于電機(jī)轉(zhuǎn)軸。激光筆的光斑直徑不大于5mm。需在距擺桿150cm處設(shè)置一高度可以調(diào)整的目標(biāo)靶子，靶子上粘貼靶紙（A4 打印紙） ，靶紙上畫(huà)一組間距為1cm的水平平行線。測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)提供靶子，也可自帶。</p><p>　　8）題目要求的各項(xiàng)工作中，凡涉及推動(dòng)擺桿至某一位置并準(zhǔn)備開(kāi)始擺動(dòng)時(shí)，允許手動(dòng)操作啟動(dòng)工作，亦可自動(dòng)啟動(dòng)工作。一旦擺桿開(kāi)始自由擺動(dòng)，不得再人為干預(yù)系統(tǒng)運(yùn)行。 </p><p>

18、　　9）設(shè)計(jì)報(bào)告正文中應(yīng)包括系統(tǒng)總體框圖、核心電路原理圖、主要流程圖、主要測(cè)試結(jié)果。完整的電路原理圖、重要的源程序和完整的測(cè)試結(jié)果用附件給出。</p><p>　　三、LC 諧振放大器（C題）</p><p><b>　　一、任務(wù) </b></p><p>　　設(shè)計(jì)并制作一個(gè) LC諧振放大器。 </p><p><

19、b>　　二、要求 </b></p><p>　　設(shè)計(jì)并制作一個(gè)低壓、低功耗 LC 諧振放大器；為便于測(cè)試，在放大器的輸</p><p>　　入端插入一個(gè) 40dB 固定衰減器。電路框圖見(jiàn)圖C-1。</p><p>　　圖C-1 電路框圖</p><p><b>　　1．基本要求 </b></p&

20、gt;<p>　　（1）衰減器指標(biāo)：衰減量 40±2dB，特性阻抗 50?，頻帶與放大器相適應(yīng)。 </p><p>　?。?）放大器指標(biāo)： </p><p>　　a） 諧振頻率：f0 =15MHz；允許偏差±100kHz； </p><p>　　b） 增益：不小于 60dB； </p><p>　　c）

21、?3dB帶寬：2Δf0.7 =300kHz；帶內(nèi)波動(dòng)不大于2dB； </p><p>　　d） 輸入電阻：Rin=50?； </p><p>　　e） 失真：負(fù)載電阻為200?，輸出電壓 1V時(shí)，波形無(wú)明顯失真。 </p><p>　?。?） 放大器使用 3.6V穩(wěn)壓電源供電 （電源自備） 。 最大不允許超過(guò) 360mW，盡可能減小功耗。</p>

22、<p><b>　　2．發(fā)揮部分 </b></p><p>　?。?）在-3dB 帶寬不變條件下，提高放大器增益到大于等于 80dB。 </p><p>　?。?）在最大增益情況下，盡可能減小矩形系數(shù) Kr0.1。 </p><p>　　（3）設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)增益控制（AGC）電路。AGC控制范圍大于 40 dB。 AGC 控制范圍為 2

23、0log(Vomin/Vimin)－20log(Vomax/Vimax)（dB） 。 </p><p>　　（4）其他。 </p><p><b>　　三、說(shuō)明 </b></p><p>　　1. 圖C-2是 LC諧振放大器的典型特性曲線，矩形系數(shù) Kr0.1=( 2 Δf0.1)/(2 Δf0.7)</p>

24、<p>　　圖C-2. 諧振放大器典型幅頻特性示意圖</p><p>　　2. 放大器幅頻特性應(yīng)在衰減器輸入端信號(hào)小于5mV時(shí)測(cè)試（這時(shí)諧振放大器的輸入Vi<50μV） 。所有項(xiàng)目均在放大器輸出接 200?負(fù)載電阻條件下測(cè)量。 </p><p>　　3．功耗的測(cè)試：應(yīng)在輸出電壓為 1V時(shí)測(cè)量。 </p><p>　　4. 文中所有電壓值均

25、為有效值。</p><p>　　四、智能小車（D題）</p><p>　　參賽選手需動(dòng)手設(shè)計(jì)、改裝一輛電動(dòng)小車，以單片機(jī)等作為核心控制芯片，通過(guò)增加道路傳感器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路以及編寫(xiě)相應(yīng)軟件，制作一部能夠自主識(shí)別道路的智能競(jìng)速小車。電動(dòng)小車按照規(guī)定路線行進(jìn)，以完成時(shí)間最短者為優(yōu)勝。跑道如圖D-1所示。</p><p><b>　　二、要求與說(shuō)明 </b

26、></p><p><b>　　1. 基本要求 </b></p><p>　　小車從起點(diǎn)標(biāo)志線開(kāi)始，在行車道正常行駛一圈至終點(diǎn)標(biāo)志線，接著繼續(xù)在行車道行駛，通過(guò)超車標(biāo)志線后在超車區(qū)行駛至終點(diǎn)標(biāo)志線。 </p><p><b>　　2.說(shuō)明： </b></p><p>　　1）賽車場(chǎng)地由 2 塊

27、細(xì)木工板（長(zhǎng) 244cm，寬 122cm，厚度自選）拼接而成， 離地面高度不小于 6cm(可將墊高物放在木工板下面，但不得外露)。板上邊界線由約 2cm 寬的黑膠帶構(gòu)成；虛線由 2cm 寬、長(zhǎng)度為 10cm、間隔為 10cm 的黑膠帶構(gòu)成；起點(diǎn)/終點(diǎn)標(biāo)志線、轉(zhuǎn)彎標(biāo)志線和超車標(biāo)志區(qū)線段由 1cm 寬黑膠帶構(gòu)成。</p><p>　　2）車體（含附加物）的長(zhǎng)度、寬度均不超過(guò) 40cm，高度不限，采用電池供電，不能外接

28、電源。 </p><p>　　3）不得使用小車以外的任何設(shè)備對(duì)車輛進(jìn)行控制，不能增設(shè)其它路標(biāo)或標(biāo)記。 </p><p>　　4）測(cè)試過(guò)程中不得更換電池。 </p><p>　　5）測(cè)試時(shí)不得借用其他隊(duì)的小車。</p><p><b>　　五、自選題(E題)</b></p><p>　　題目自擬，要