光電學(xué)院電子設(shè)計競賽試題.doc

1、長春理工大學(xué)光電信息學(xué)院2012年電子設(shè)計競賽題目2012年6月A、正弦波相位發(fā)生器一、設(shè)計任務(wù)設(shè)計制作一個由運(yùn)放組成的正弦波形發(fā)生器，產(chǎn)生兩路有相位差的正弦波,并用顯示屏顯示時實波形(如圖結(jié)構(gòu)）波形顯示模擬式正弦波相位發(fā)生器A/D微控制器A輸出B輸出鍵盤示波器檢測二、設(shè)計要求與評分標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計制作項 目主要內(nèi)容分?jǐn)?shù)設(shè)計方案l 方案比較與論證選擇；l 理論分析與計算；l 電路圖及有關(guān)軟件、硬件設(shè)計文件；l 測試方法與儀器；l 測試數(shù)據(jù)及測試結(jié)果分析。20作品制作作品制作(焊接、結(jié)構(gòu)等）30總分50基本要求（1） 由運(yùn)放組成一路正弦波發(fā)生器。l 輸出波形具有正負(fù)對稱電壓；l 頻率可調(diào)范圍:30Hz2

2、0kHz；l 顯示屏?xí)r實顯示波形。30（2)產(chǎn)生兩路具有相位差的可調(diào)頻率正弦波。l 輸出波形具有正負(fù)對稱電壓；l 兩路完全相同波形的正弦波，可同時進(jìn)行頻率調(diào)節(jié),具有小于等于90度的相位差；l 顯示屏實時顯示波形及頻率與相差位;20總分50提高部分（1）對顯示波形進(jìn)行放大、縮小、上下移動功能的調(diào)節(jié)25（2）具有波形存儲功能。25總分50B、開關(guān)穩(wěn)壓電源一、設(shè)計任務(wù)設(shè)計并制作如圖所示的開關(guān)穩(wěn)壓電源.二、設(shè)計要求與評分標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計制作項 目主要內(nèi)容分?jǐn)?shù)設(shè)計方案l 方案比較與論證選擇；l 理論分析與計算;l 電路圖及有關(guān)軟件、硬件設(shè)計文件；l 測試方法與儀器；l 測試數(shù)據(jù)及測試結(jié)果分析。20作品制作作品制

3、作（焊接、結(jié)構(gòu)等）30總分50基本要求u 最大輸出電流IOmax>=6A；u 電壓調(diào)整率SU2；u IO從0變到6A時，負(fù)載調(diào)整率SI5%(U2=18V）；u 輸出噪聲紋波電壓峰峰值UOPP1V（UO=10V,IO=6A）；u DCDC變換器的效率70（UO=10V,IO=6A)；u 具有過流保護(hù)功能，動作電流IO（th）=6。5±0。2A；50總分50提高部分（1） 進(jìn)一步提高電壓調(diào)整率，使SU0。2%（IO=6A）；（2） 進(jìn)一步提高負(fù)載調(diào)整率,使SI0。5%);（3） 進(jìn)一步提高效率，使85%（UO=10V，IO=6A）；（4） 排除過流故障后,電源能自動恢復(fù)為正常狀態(tài)；

4、（5） 能對輸出電壓進(jìn)行鍵盤設(shè)定和步進(jìn)調(diào)整，步進(jìn)值1V，同時具有輸出電壓、電流的測量和數(shù)字顯示功能。（6） 其他。50總分50三、說明1. DC-DC變換器不允許使用成品模塊,但可使用開關(guān)電源控制芯片。2. UI可通過交流調(diào)壓器調(diào)整。DC-DC變換器(含控制電路）只能由UIN端口供電，不得另加輔助電源。3. 本題中的輸出噪聲紋波電壓是指輸出電壓中的所有非直流成分，要求用帶寬不小于20MHz模擬示波器（AC耦合、掃描速度20ms/div）測量UOPP。4. 本題中電壓調(diào)整率SU指UI在指定范圍內(nèi)變化時,輸出電壓UO的變化率；負(fù)載調(diào)整率SI指IO在指定范圍內(nèi)變化時,輸出電壓UO的變化率;DCDC變

5、換器效率h=PO/ PIN，其中POUOIO，PINUINIIN。5. 電源在最大輸出功率下應(yīng)能連續(xù)安全工作足夠長的時間(測試期間，不能出現(xiàn)過熱等故障）。6. 制作時應(yīng)考慮方便測試，合理設(shè)置測試點。二、設(shè)計要求與評分標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計制作項 目主要內(nèi)容分?jǐn)?shù)設(shè)計方案l 方案比較與論證選擇；l 理論分析與計算；l 電路圖及有關(guān)軟件、硬件設(shè)計文件；l 測試方法與儀器；l 測試數(shù)據(jù)及測試結(jié)果分析。20作品制作作品制作（焊接、結(jié)構(gòu)等）30總分50基本要求u 最大輸出電流IOmax>=6A;u 電壓調(diào)整率SU2；u IO從0變到6A時，負(fù)載調(diào)整率SI5%(U2=18V);u 輸出噪聲紋波電壓峰-峰值UOPP1

6、V（UO=10V,IO=6A)；u DC-DC變換器的效率70%（UO=10V,IO=6A）；u 具有過流保護(hù)功能,動作電流IO（th)=6.5±0.2A；50總分50提高部分（7） 進(jìn)一步提高電壓調(diào)整率，使SU0.2(IO=6A）；（8） 進(jìn)一步提高負(fù)載調(diào)整率，使SI0.5%）;（9） 進(jìn)一步提高效率，使85（UO=10V,IO=6A)；（10） 排除過流故障后，電源能自動恢復(fù)為正常狀態(tài);（11） 能對輸出電壓進(jìn)行鍵盤設(shè)定和步進(jìn)調(diào)整,步進(jìn)值1V,同時具有輸出電壓、電流的測量和數(shù)字顯示功能.（12） 其他。50總分50C、智能小車控制系統(tǒng)一、設(shè)計任務(wù)、要求（一）設(shè)計任務(wù)設(shè)計一輛具有光

7、電導(dǎo)航功能的智能載物小車，小車能夠按要求指定的路線行駛.（二）任務(wù)要求在指定賽道上從起點2出發(fā)，經(jīng)過現(xiàn)場隨機(jī)確定的至少 5 個十字或丁字路口（包括左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)或直行)后，進(jìn)入指定位置的停車位并停好。結(jié)束后發(fā)出聲光提示。到達(dá)停車區(qū)后載物按路線2返回到起點1。（三）競賽條件：1） 智能車平臺:可自選,橫向?qū)挾炔淮笥谫惖缹挾?，?qū)動能源為自行選擇的電池。2） 比賽場地：地面:水泥地;比賽場地尺寸：5m×3m。3) 競賽車道寬度：0。5m,賽道兩邊地面上貼有寬度的紅色道路邊界，競賽場地如圖所示(圖示路徑僅為賽場可以設(shè)置的其中條，從個起點之一出發(fā)經(jīng)過個十字或丁字路口，到達(dá)停車區(qū)的車庫位置的路徑有很

8、多種,比賽時路徑隨機(jī)確定）。4) 各參賽隊自備路口交通標(biāo)志（包括左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)或直行各 3 個）和停車位車庫，停車庫的長寬應(yīng)是智能車長寬的 1.5 倍。二、設(shè)計要求與評分標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計制作項 目主要內(nèi)容分?jǐn)?shù)設(shè)計方案l 方案比較與論證選擇;l 理論分析與計算;l 電路圖及有關(guān)軟件、硬件設(shè)計文件；l 測試方法與儀器；l 測試數(shù)據(jù)及測試結(jié)果分析。20作品制作作品制作（焊接、結(jié)構(gòu)等）30總分50基本要求小車行車路線圖1所示，要求控制一輛玩具模型小車從起點2前進(jìn)，通過光電智能導(dǎo)航的方式，將小車停入停車場中。具體要求如下：1、 智能車導(dǎo)航和停車入庫方式均要采用光電技術(shù),禁止采用遙控方式或在競賽場地自行設(shè)置循跡路徑。

9、2、智能車從起點出發(fā)，到達(dá)停車位準(zhǔn)確進(jìn)入停車區(qū)停車3、進(jìn)入停車區(qū)發(fā)出聲光信號4、顯示從起點2到停車完畢所用時間5、小車能夠在在車輪及探測器垂直投影點不軋碰庫位邊線的情況下將車停正于停車場中;50總分50提高部分小車從停車區(qū)荷載重物返回到起點1，按圖2路線所示，返回到起點2。具體要求如下： 1、小車能夠在載物、車輪不軋車道邊線情況下調(diào)轉(zhuǎn)方向前進(jìn)2、小車能夠在在載物、探測器垂直投影點不軋車道邊線情況下返回至起點2 3、小車能夠在1。5分鐘內(nèi)完成要求。4、小車能夠顯示實時行車速度5、顯小車能夠示從停車區(qū)到起點1用時間6、小車能夠荷載重物超過1.5Kg50總分50D、多功能濾波器設(shè)計一、設(shè)計任務(wù)設(shè)計并

10、制作一個多功能濾波器.二、設(shè)計要求與評分標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計制作項 目主要內(nèi)容分?jǐn)?shù)設(shè)計方案l 方案比較與論證選擇；l 理論分析與計算；l 電路圖及有關(guān)軟件、硬件設(shè)計文件；l 測試方法與儀器;l 測試數(shù)據(jù)及測試結(jié)果分析。20作品制作作品制作(焊接、結(jié)構(gòu)等）30總分50基本要求1. 放大器輸入正弦信號電壓振幅為10mV,電壓增益為20dB。2. 濾波器可設(shè)置為帶通濾波器，通頻帶：300Hz -3。4KHz,放大器輸出無明顯失真3. 濾波器可設(shè)置為低通濾波器,其-3dB截止頻率在300Hz ±50Hz4. 濾波器可設(shè)置為高通濾波器，其3dB截止頻率在3。4KHz±0.3 KHz5. 電壓增益與截止頻率的誤差均不大于10%50總分50提高部分1、提高帶通通頻帶為: 1MHz -10MHz2、低通、高通、帶通類型可選擇3、濾波器可設(shè)置為低通濾波器： 低通截止頻率10MHz4、濾波器可設(shè)置為高通濾波器:高通 截止頻率1MHz50總分50E、多功能光伏充電應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計一、設(shè)計任務(wù)太陽能電池板蓄電池用電器充電器電路管理系統(tǒng).設(shè)計并制作一個利用太陽能實現(xiàn)多種充電及應(yīng)用功能的系統(tǒng),可對多種電器或電池充電或應(yīng)急應(yīng)用,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖。(系統(tǒng)允許使用單片機(jī)、DSP等微處理器）二、設(shè)計要求與評分標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計制作項 目主要內(nèi)