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2016年南华大学电子设计大赛校内公开选拔赛题目(共四题)

题目A:数字多用表

一、设计任务

设计并制作一台数字多用表,测量示意图如图1所示。

图1 示意图

二、要求

1、基本要求

(1)真有效值电压测量:可测量频率范围在0Hz~10kHz频率范围的单频信号或合成信号的电压有效值,测量相对误差≤0.5%+最低位2个字。

(2)测量量程:分20 mV、200mV、2V三档,可用手动切换量程。

(3)测量结果显示:采用LED或LCD显示十进制数字,四位半数显(00000-19999)。

(4)输入电阻≥100kΩ。

(5)具有输入过压保护功能。

(6)单电源供电,供电电源电压9V。

2、提高部分

(1)真有效值电压测量中扩展频率测量范围为0Hz~1MHz。

(2)增加电流真有效值测量功能。

(3)增加有功功率、无功功率和功率因数的测量功能。

(4)增加电压平均值测量功能。

(5)电压真有效值测量误差降低为0.1%+最低位2个字。

(6)自动量程切换功能。

三、评分标准

设计

报告

分数

系统构架与设计思想

4

理论分析与计算

3

电路与程序设计

6

测试方法、测试结果及分析

4

设计报告结构及规范性

3

小计

20

基本

要求

完成第(1)(2)(3)项

30

完成第(4)项

5

完成第(5)项

5

完成第(6)项

10

小计

50

提高

部分

完成第(1)项

10

完成第(2)项

10

完成第(3)项

15

完成第(4)项

5

完成第(5)项

5

完成第(6)项

5

小计

50

总分

120

题目B:电流源

一、设计任务

设计并制作一台电流源。

图1 示意图

二、要求

1、基本要求

(1)设计一个能输出0~2A范围的电流源,步进电流10mA。

(2)测量精度不低于2%。

(3)使用12 ~50欧姆的功率电阻做负载,要求输出电流调整率不低于1%。

(4)具有输出电流过流保护功能。

(5)使用TI公司的控制器。

2、提高部分

(1)扩展电流输出范围为0~2.5A,步进电流1mA。

(2)测量精度不低于1%。

(3)使用10 ~100欧姆的功率电阻做负载,要求输出电流调整率不低于0.2%。

(4)输出具有缺载保护功能。

.评分标准

设计

报告

分数

系统构架与设计思想

4

理论分析与计算

3

电路与程序设计

6

测试方法、测试结果及分析

4

设计报告结构及规范性

3

小计

20

基本

要求

完成第(1)(2)(3)项

40

完成第(4)项

10

小计

50

发挥

部分

完成第(1)(2)(3)项

40

完成第(4)项

10

小计

50

总分

120

四.说明

(1)直流电源可以自制或使用实验室直流电源。

(2)使用五位半的万用表测量。

(3)负载电阻及功率器件需要考虑散热,能工作10分钟以上。

题目C:宽带放大器

一、任务

设计制作一个5V单电源供电的宽带低噪声放大器,输出为50Ω阻性负载。

二、要求

1.基本要求

(1)放大器电压增益≧40dB(100倍),并尽量减小带内波动;

(2)放大器的输入电阻不小于50Ω,增益可在0~40dB范围手动连续可调;

(3)在最大增益下,放大器下限截止频率不高于20Hz,上限截止频率不低于5MHz;

(4)在输出负载上,放大器最大不失真输出电压峰峰值≥10V。

2.发挥部分

(1)在达到40dB电压增益的基础上,提高放大器上限截止频率,使之不低于10MHz;

(2)尽可能降低放大器的输出噪声;

(3)放大器输入为正弦波时,可测量并数字显示放大器输出电压的峰峰值和有效值,输出电压(峰峰值)测量范围为0.5~10V,测量相对误差小于5%;

(4)其他。

三、评分标准

设计

报告

项目

分数

系统方案

4

理论分析与计算

3

电路与程序设计

6

测试方案与测试结果

4

设计报告结构及规范性

3

小计

20

基本

要求

完成第(1)项

12

完成第(2)项

10

完成第(3)项

18

完成第(4)项

10

小计

50

发挥

部分

完成第(1)项

完成第(2)项

完成第(3)项

完成第(4)项

10

小计

50

总分

120

题目D:电动消防车

一、任务

设计制作一个电动消防车,能到消防场地任意地点进行灭火作业。以蜡烛模拟火源,火源随机分布在场地中,消防场地如图1所示,车库里放置一个LED光源用于帮助消防车定位车库的位置,也可以通过图中的黑线识别车库的位置。


图1 消防场地示意图

二、要求

1.基本要求

(1)在场地中随机放置一只蜡烛。消防车从车库启动,计时开始,消防车同时发出出库声音提示。消防车从车库出口驶出车库,自动行走到距离火源10cm以内区域,发出火警声音提示,停车3秒钟。

(2)消防车执行灭火工作,灭火完毕后,发出火灭声音提示。

(3)消防车经由车库出口自动返回到车库,停稳后,发出返库声音提示,计时结束。

(4)上述过程用时尽可能少。

2.发挥部分

(1)在场地中随机放置三只蜡烛。消防车从车库启动,计时开始,消防车同时发出出库声音提示。消防车从车库出口驶出车库。

(2)消防车能够找到一个火源,并自动行走到距离火源10cm以内区域,发出火警声音提示,停车3秒钟。然后消防车执行灭火工作,灭火完毕后,发出火灭声音提示。

(3)再寻找下一个火源,重复过程(2),直到三个火源都被扑灭。

(4)扑灭三个火源后,消防车经由车库出口自动返回到车库,停稳后,发出返库声音提示,计时结束。

(5)上述过程用时尽可能少。

(6)其他。

三、说明

1. 消防场地为白色背景,尺寸为180cm×120cm。按图中位置配置黑色线条,线条宽度为1.7cm±30%。但场地边界不允许配置线条。场地内外均不允许再设置任何其他的引导措施。

2. 障碍物为白色,尺寸为:长×宽×高=56cm×15cm×15cm,障碍物必须按图对称牢固固定在场地上,位置如图1所示。消防车运行过程中,不允许碰到障碍物,否则扣分。

3. 车库地面为红色,车库尺寸为30cm×30cm。出发前,要求车的整体在车库内;返库时,车头向里或向外自定,车的整体应在车库内,否则扣分。

4. 车的长宽高分别不大于25cm、25cm、25cm,电池供电,在一次测试中不允许更换电池。

5. 如果消防车车身整体驶出消防场地,则终止测试。如果消防车部分车体驶出消防场地超过10秒不能自动完全返回,则终止测试。

6. 蜡烛直径不小于12mm,高度5~20cm,灭火方式不限(但不允许喷洒液体等弄脏场地或影响消防车运行和测试的物质)。灭火时每次只允许扑灭一个蜡烛,多灭扣分。消防车运行过程中碰倒未扑灭蜡烛停止测试,碰倒已灭蜡烛扣分。

7. 在消防车发出火警声音提示前,禁止灭火作业,在发出火灭提示音的同时,即停止灭火作业,否则不予测试。

8. 在测试过程中如果出现失误,允许消防车重新运行一次。

9. 按照灭火过程中功能的完成情况和完成时间来计算成绩。

10.出库声音、返库声音、火警声音、火灭等声音提示是消防车各种功能和计时的确认信号,音量要足够大。

四、评分标准

项 目

满分

设计报告

设计与总结报告:方案比较、设计与论证,理论分析与计算,电路图及有关设计文件,测试方法与仪器,测试数据及测试结果分析。

20

基本要求

完成第(1)项

10

完成第(2)项

10

完成第(3)项

15

完成第(4)项

15

小计

50

发挥部分

完成第(2)项

5

完成第(3)项

10

完成第(4)项

15

完成第(5)项

15

完成第(6)项

5

小计

50

总分

120

附件: 竞赛题目,作品提交表

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