TI杯大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽題目

1、2016年TI杯大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽A題：降壓型直流開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源1 .任務(wù)以TI公司的降壓控制器LM5117芯片和CSD18532KCS MOS場(chǎng)效應(yīng)管為核心器件, 設(shè)計(jì)并制作一個(gè)降壓型直流開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源。額定輸入直流電壓為時(shí)，額定輸出直流電壓 為，輸出電流最大值為。測(cè)試電路可參考圖1。2 .要求(1)額定輸入電壓下，輸出電壓偏差：；(10分)(2)額定輸入電壓下，最大輸出電流：；(10分)(3)輸出噪聲紋波電壓峰峰值：；(10分)(4)從滿載變到輕載 時(shí)，負(fù)載調(diào)整率：；(10 分)(5)變化到17.6V和13.6V,電壓調(diào)整率：(10 分)(6)效率；(15分)(7)具有過(guò)流保護(hù)功能，動(dòng)作電流；

2、(10分)(8)電源具有負(fù)載識(shí)別功能。增加1個(gè)2端子端口，端口可外接電阻 R(1kQ-10kQ祚為 負(fù)載識(shí)別端口，參考圖1。電源根據(jù)通過(guò)測(cè)量端口識(shí)別電阻 R的阻值，確定輸出電 壓，；(10分)(9)盡量減輕電源重量，使電源不含負(fù)載的重量。(15分)(10)設(shè)計(jì)報(bào)告(20分)力殺論證比較與選擇 方案描述3理論分析與計(jì)算降低紋波的方法DC-DC變換方法 穩(wěn)壓控制方法6電路與程序設(shè)計(jì)主回路與器件選擇其它控制電路與控制程序(若有)6測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果測(cè)試方案及測(cè)試條件 測(cè)試結(jié)果及其完整性 測(cè)試結(jié)果分析3設(shè)計(jì)報(bào)告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性摘要、報(bào)告正文結(jié)構(gòu)、公式、圖表的完整性和 規(guī)范性2總分20項(xiàng)目滿分主要內(nèi)容3 .

3、說(shuō)明(1)該開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源不得采用成品模塊制作。(2)穩(wěn)壓電源若含其它控制、測(cè)量電路都只能由端口供電，不得增加其他輔助電源(3)要求電源輸出電壓精確穩(wěn)定，或，作品不參與測(cè)試。201奔TI杯大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽題B題：物品分揀搬送裝置1 .任務(wù)在一個(gè)以木條(截面不大 3cmX4cm,木質(zhì)本色)圍成的 100cmXl50cm 的 A 區(qū)域內(nèi)， 著邊長(zhǎng)均為4cm的正方體。設(shè) 自動(dòng)物體搬運(yùn)系統(tǒng)，能夠快速 些正方體移至指定區(qū)域。A區(qū) 顏色為白色，B區(qū)域?yàn)楹谏?域?yàn)榧t色。散落 計(jì)一 將這 域的 C區(qū)30cm2 .要求(1)在A區(qū)域內(nèi)任意放置了 12只黑色正方體，以最快的速度將這些正方體移送到B區(qū)域，完成時(shí)間

4、不得超過(guò)180秒；(24分)(2)將A區(qū)域的12只黑色正方體以最快的速度移送到紅色 C區(qū)域；完成時(shí)間不得超 過(guò)180秒；(26分)(3) A區(qū)域12只正方體中有桔黃色與黑色兩種顏色，以最快的速度將桔黃色正方體移送到紅色C區(qū)域；(20分)(4)將A區(qū)域中的正方體改為乒乓球，仍然有桔黃與黑色兩種顏色，以最快的速度將 桔黃色乒乓球移送到紅色 C區(qū)域；(25分)(5)其他。(5分)(6)設(shè)計(jì)報(bào)告(20分)項(xiàng)目主要內(nèi)容滿分方某論證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)方法論證3理論分析與計(jì)算機(jī)械機(jī)構(gòu)及電路設(shè)計(jì)5電路與程序設(shè)計(jì)物品辨識(shí)及搬運(yùn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制方法5測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果系統(tǒng)測(cè)試5設(shè)計(jì)報(bào)告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性摘要，正文結(jié)構(gòu)規(guī)范，圖表

5、的完整與準(zhǔn)確性2總分203.說(shuō)明(1) A、B、C各區(qū)域地面及圍欄的高度都是 3cm, A與B之間無(wú)間隔，C與A之 間的邊界木條有一個(gè)長(zhǎng)度為20cm的缺口 ；(2)搬運(yùn)物品過(guò)程中不得人為干預(yù)(如遙控等)；(3)開(kāi)始搬運(yùn)物品前，不得設(shè)置搬運(yùn)物體的數(shù)量；運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)需從右上方指定位置 D 處開(kāi)始啟動(dòng)；(4)正方體可采用木質(zhì)PVC、泡沫或其他輕質(zhì)非金屬材料，不得含磁性物質(zhì)，重 量不超過(guò)40克；(5)不限制移送物品執(zhí)行機(jī)構(gòu)的形式及搬運(yùn)方式；執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以進(jìn)入 A、B、C各 區(qū)域；(6)在要求(3)及(4)中，誤搬黑色物體或乒乓球到 C區(qū)扣分；(7) B、C 區(qū)域的顏色如下：紅色(R=255、G=0、B=0)

6、,黑色(R=0、G=0、B=0);(8)乒乓球采用彩色乒乓球中桔黃色和黑色(或比賽用標(biāo)準(zhǔn)桔黃及用黑色噴涂的乒 乓球)；正方體的顏色盡量接近乒乓球的顏色，。(9)測(cè)試時(shí)，場(chǎng)地和被搬運(yùn)物自備。2016年TI杯大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽D題：?jiǎn)蜗嗾也ㄗ冾l電源1 .任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)單相正弦波變頻電源，具原理框圖如圖1所示。變壓器輸入電壓Ui=220V,變頻電源輸出交流電壓 UO為36V,額定負(fù)載電流Io為2A ,負(fù)載為電阻性負(fù) 載。圖1單相正弦波變頻電源原理框圖2 .要求(1) 輸出頻率范圍為20Hz100Hz, Uo=36±0.1V的單相正弦波交流電。(15分)(2) 輸出頻率fo=50W5H

7、z,電流Io=2±0.1A時(shí)，使輸出電壓Uo=36W1V。 (10分)(3) 負(fù)載電流Io在0.22A范圍變化時(shí)，負(fù)載調(diào)整率S0 0.5%(15分)(4) 負(fù)載電流Io=2A, U1在198V242V范圍變化時(shí)，電壓調(diào)整率SU00.5% (15分)(5) 具有過(guò)流保護(hù)，動(dòng)作電流Io(th)=2.5 0.1A,保護(hù)時(shí)自動(dòng)切斷輸入交流電源。(10分)(6) Io=2A, Uo=36V時(shí)，輸出正弦波電壓的THEX 2%。(15分)(7) Io=2A, Uo=36V時(shí)，變頻電源的效率達(dá)到 90%。(15分)(8) 其他。(5分)(20(9) 設(shè)計(jì)報(bào)告 分)項(xiàng)目主要內(nèi)容滿分方某論證設(shè)計(jì)與論證，

8、方案描述3理論分析與計(jì)算電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，器件選擇，仿真分析5電路與程序設(shè)計(jì)電路圖及有關(guān)設(shè)計(jì)文件5測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果測(cè)試方法與儀器，測(cè)試數(shù)據(jù)及測(cè)試結(jié)果分析5設(shè)計(jì)報(bào)告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性摘要，正文結(jié)構(gòu)規(guī)范，圖表的完整與準(zhǔn)確性2總分203.說(shuō)明(1) 變頻電源系統(tǒng)(包括輔助電源)供電僅由變壓器輸出U2提供。(2) 題中交流參數(shù)均為有效值。SI Uoi2-Uoi1. 100%(3) 本題定義：負(fù)載調(diào)整率UOI1,其中Uoii為Io=0.2A時(shí)的輸出電壓；Uoi2為Io=2.0A時(shí)的輸出電壓。Su(4) 本題定義：電壓調(diào)整率U oU2 U oU1U oui100%,Uou1為U1=198V時(shí)的輸出電壓；Uou2為

9、Ui=242V時(shí)的輸出電壓。(5) 輔助電源可購(gòu)買電源模塊(亦可自制),作為作品的組成部分，測(cè)試時(shí),不再另行提供穩(wěn)壓電源。(6) 效率測(cè)量時(shí)，可采用功率分析儀或電參數(shù)測(cè)量?jī)x測(cè)量，損耗應(yīng)包括輔助Po電源損耗，效率P2 , Po為變頻電源輸出功率，P2為變壓器輸出功率(7) 制作時(shí)需考慮測(cè)試方便，合理設(shè)置測(cè)試點(diǎn)。2016年TI杯大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽E題：脈沖信號(hào)參數(shù)測(cè)量?jī)x1.任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)數(shù)字顯示的周期性矩形脈沖信號(hào)參數(shù)測(cè)量?jī)x，其輸入阻抗為50Qo同時(shí)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)矩形脈沖信號(hào)發(fā)生器，作為測(cè)試儀的附加功能。2 .要求(1)測(cè)量脈沖信號(hào)頻率，頻率范圍為 10Hz2MHz,測(cè)量誤差的絕對(duì)值不大于

10、 0.1%。(15 分)(2)測(cè)量脈沖信號(hào)占空比D,測(cè)量范圍為10%90%,測(cè)量誤差的絕對(duì)值不大于 2%。(15 分)(3)測(cè)量脈沖信號(hào)幅度，幅度范圍為 0.110V,測(cè)量誤差的絕對(duì)值不大于2%0(15 分)(4)測(cè)量脈沖信號(hào)上升時(shí)間，測(cè)量范圍為 50.0999ns,測(cè)量誤差的名對(duì)值不大于5%。(15 分)(5)提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)矩形脈沖信號(hào)發(fā)生器，要求：(30分)a) 頻率為1MHz,誤差的絕對(duì)值不大于 0.1%;b) 脈寬為100ns,誤差的絕對(duì)值不大于 1%;c) 幅度為5M.1V (負(fù)載電阻為50 );d) 上升時(shí)間不大于 30ns,過(guò)沖不大于5%。(6)其他。(10分)(7)設(shè)計(jì)報(bào)告。(2

11、0分)項(xiàng)目主要內(nèi)容滿分方某論證比較與選擇，方策描述3理論分析與計(jì)算系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)5電路與程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)組成，原理框圖與各部分的電路圖，系 統(tǒng)軟件與流程圖5測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果測(cè)試結(jié)果完整性，測(cè)試結(jié)果分析5設(shè)計(jì)報(bào)告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性摘要，正文結(jié)構(gòu)規(guī)范，圖表的完整與準(zhǔn)確性2總分203 .說(shuō)明(1)脈沖信號(hào)參數(shù)的定義如圖 1所示。其中，上升時(shí)間是指輸出電壓從上升到所需要的時(shí)間;過(guò)沖是指脈沖峰值電壓超過(guò)脈沖電壓幅度的程度，其定義為。圖1脈沖信號(hào)參數(shù)的定義(2)被測(cè)脈沖信號(hào)可采用基于 DDS的任意波形信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)2016年TI杯大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽F題：位同步時(shí)鐘提取電路1 .任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)從二進(jìn)制基

12、帶信號(hào)中提取位同步時(shí)鐘的電路，并能測(cè)定和顯示提取出的位同步時(shí)鐘頻率，設(shè)計(jì)制作的電路組成框圖如圖1所示。圖1設(shè)計(jì)制作的電路組成框圖2 .要求(1)設(shè)計(jì)制作“基帶信號(hào)產(chǎn)生電路”，用來(lái)模擬二進(jìn)制數(shù)字通信系統(tǒng)接收端中被抽 樣判決的非邏輯電平基帶信號(hào)。要求：(15分)m序列發(fā)生器的反饋特征多項(xiàng)式(本原多項(xiàng)式)為 f (x) x8 x4 x3 x2 1 , 其序列輸出信號(hào)及外輸入ck信號(hào)均為TTL電平。設(shè)計(jì)制作3dB截止頻率為300kHz的無(wú)限增益多路負(fù)反饋二階有源低通濾波器，對(duì)m序列輸出信號(hào)進(jìn)行濾波，并衰減為峰-峰值0.1V的基帶模擬信號(hào)(A 信號(hào))。(2)當(dāng)m序列發(fā)生器外輸入ck信號(hào)頻率為200kHz

13、時(shí)，設(shè)計(jì)制作可從A信號(hào)中提 取出位同步時(shí)鐘(B信號(hào))的電路，并數(shù)字顯示同步時(shí)鐘的頻率。(30分)(3)改進(jìn)位同步時(shí)鐘提取電路，當(dāng)m序列發(fā)生器外輸入ck信號(hào)頻率在200kHz240kHz之間變化時(shí)，能從A信號(hào)中自適應(yīng)提取位同步時(shí)鐘，并數(shù)字顯示同步時(shí) 鐘的頻率。（30分）（4）降低位同步時(shí)鐘（B信號(hào)）的脈沖相位抖動(dòng)量，要求max < 1個(gè)位同步時(shí)鐘周期的10%。（15 分）（5）其他。（10分）（6）設(shè)計(jì)報(bào)告。（20分）項(xiàng)目主要內(nèi)容滿分方某論證比較與選擇，方策描述3理論分析與計(jì)算系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)5電路與程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)組成，原理框圖與各部分的電路圖，系統(tǒng) 軟件與流程圖5測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果測(cè)試結(jié)果

14、完整性，測(cè)試結(jié)果分析5設(shè)計(jì)報(bào)告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性摘要，正文結(jié)構(gòu)規(guī)范，圖表的完整與準(zhǔn)確性。2總分203 .說(shuō)明（1）位同步是數(shù)字同步傳輸?shù)幕A(chǔ)同步技術(shù)， 是指接收端提取的位同步時(shí)鐘與發(fā)送端位時(shí)鐘在頻率上嚴(yán)格相等、相位差固定的信號(hào)同步狀態(tài)。接收端位時(shí)鐘需從收到的基 帶數(shù)據(jù)序列中提取，并將作為接收端的抽樣判決脈沖及進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)其他同步使用。數(shù)字 通信系統(tǒng)中的“位”指的是最基本的碼元，發(fā)送端位時(shí)鐘（題目中m序列發(fā)生器外輸入時(shí)鐘ck）是數(shù)據(jù)序列的碼元時(shí)鐘。（2）要求“基帶信號(hào)產(chǎn)生電路”必須制成單獨(dú)的電路板，只能用兩條輸出信號(hào)線（A 信號(hào)線、地線）與位同步時(shí)鐘提取電路部分連接。（3）無(wú)限增益多路負(fù)反饋二階有源低通

15、濾波器類型（如切比雪夫型或巴特沃斯型） 不限。應(yīng)變片支 架秤盤2016年TI杯大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽G題：簡(jiǎn)易電子秤2.任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)以電阻應(yīng)變片為稱重傳感器的簡(jiǎn)易電 子秤，電子秤的結(jié)構(gòu)如右圖所示。如右圖所示，鐵質(zhì)懸臂梁 固定在支架上，支架高度不大于 40cm,支架及秤盤的形狀 與材質(zhì)不限。懸臂梁上粘貼電阻應(yīng)變片作為稱重傳感器。2 .要求(1)電子秤可以數(shù)字顯示被稱物體的重量，單位克(g);(10 分)(2)電子秤稱重范圍5.00g500g;重量小于50g,稱重誤差小于0.5g;重量在50g及以上，稱重誤差小于1g;(50分)(3)電子秤可以設(shè)置單價(jià)(元/克)，可計(jì)算物品金額并實(shí)現(xiàn)金額累加；(15分)(4)電子秤具有去皮功能，去皮范圍不超過(guò)100g;(15分)(5