全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽2010年TI杯模擬電子系統(tǒng)專題邀請賽試題

1、全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽2010年TI杯模擬電子系統(tǒng)專題邀請賽試題寬帶放大器(A題)'、任務(wù)設(shè)計制作一個5V單電源供電的寬帶低噪聲放大器，輸出為 50Q阻性負(fù)載。 、要求1. 基本要求(1) 限定采用高速運(yùn)算放大器 OPA820ID作為第一級放大電路，THS3091D 作為末級放大電路，利用 DC-DC變換器TPS61087DRC為末級放大電 路供電；(2) 放大器電壓增益三40dB(100倍)，并盡量減小帶波動；(3) 在最大增益下，放大器下限截止頻率不高于20Hz,上限截止頻率不低 于 5MHz;(4) 在輸出負(fù)載上，放大器最大不失真輸出電壓峰峰值> 10V2. 發(fā)揮部分(1)

2、 在達(dá)到40dB電壓增益的基礎(chǔ)上，提高放大器上限截止頻率，使之不低 于 10MHz;(2) 盡可能降低放大器的輸出噪聲；(3) 放大器輸入為正弦波時，可測量并數(shù)字顯示放大器輸出電壓的峰峰值和有效值，輸出電壓(峰峰值)測量圍為0.510V，測量相對誤差小于5%;(4) 其他。三、評分標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計報告項目分?jǐn)?shù)系統(tǒng)方案2理論分析與計算9電路與程序設(shè)計8測試方案與測試結(jié)果8設(shè)計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)性3小計30基本要求完成第（1）項12完成第（2）項10完成第（3）項18完成第（4）項10小計50發(fā)揮部分完成第（1）項10完成第（2）項20完成第（3）項10完成第（4）項10小計50總分130圖1光源跟蹤系統(tǒng)示意圖

3、點(diǎn)光源跟蹤系統(tǒng)(B題)、任務(wù)設(shè)計并制作一個能夠檢測并指示點(diǎn)光源位置的光源跟蹤系統(tǒng)，系統(tǒng)示意圖如 圖1所示。光源B使用單只1W白光LED，固定在一支架上。LED的電流能夠在150350mA的圍調(diào)節(jié)。初始狀態(tài)下 光源中心線與支架間的夾角 B約為60o,光源距地面高約 100cm,支架可以用手動方式 沿著以A為圓心、半徑r約 173cm的圓周在不大于土 45o 的圍移動，也可以沿直線LM 移動。在光源后3 cm距離、 光源中心線垂直平面上設(shè)置 一直徑不小于 60cm暗色紙 板。光源跟蹤系統(tǒng)A放置在地面，通過使用光敏器件檢測光照強(qiáng)度判斷光源的位置，并以激光筆指示光源的位置。、要求1. 基本要求(1)

4、光源跟蹤系統(tǒng)中的指向激光筆可以通過現(xiàn)場設(shè)置參數(shù)的方法盡快指向點(diǎn) 光源；(2) 將激光筆光點(diǎn)調(diào)偏離點(diǎn)光源中心 30cm時，激光筆能夠盡快指向點(diǎn)光源；(3) 在激光筆基本對準(zhǔn)光源時，以A為圓心，將光源支架沿著圓周緩慢(1015 秒)平穩(wěn)移動20o (約60cm)，激光筆能夠連續(xù)跟蹤指向LED點(diǎn)光源；2. 發(fā)揮部分(1) 在激光筆基本對準(zhǔn)光源時，將光源支架沿著直線LM平穩(wěn)緩慢(15秒) 移動60cm,激光筆能夠連續(xù)跟蹤指向光源。(2) 將光源支架旋轉(zhuǎn)一個角度 B(w 20o)，激光筆能夠迅速指向光源。(3) 光源跟蹤系統(tǒng)檢測光源具有自適應(yīng)性，改變點(diǎn)光源的亮度時(LED驅(qū) 動電流變化土 50mA)，能

5、夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)揮部分(1)的容；(4) 其他。三、說明1作為光源的LED的電流應(yīng)該能夠調(diào)整并可測量；2測試現(xiàn)場為正常室光照，跟蹤系統(tǒng) A不正對直射和強(qiáng)光源；3 系統(tǒng)測光部件應(yīng)該包含在光源跟蹤系統(tǒng) A中；4光源跟蹤系統(tǒng)在尋找跟蹤點(diǎn)光源的過程中，不得人為干預(yù)光源跟蹤系統(tǒng)的 工作；5除發(fā)揮部分（3）項目外，點(diǎn)光源的電流應(yīng)為300± 15 mA;6在進(jìn)行發(fā)揮部分（3）項測試時，不得改變光源跟蹤系統(tǒng)的電路參數(shù)或工作 模式；四、評分標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計 報告項目分?jǐn)?shù)系統(tǒng)方案2理論分析與計算8電路與程序設(shè)計9測試方案與測試結(jié)果8設(shè)計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)性3小計30基本要求完成第（1）項10完成第（2）項20完成第（3）項2

6、0小計50發(fā)揮 部分完成第（1）項15完成第（2）項15完成第（3）項15其他5小計50總分130信號波形合成實(shí)驗電路(C題)一、任務(wù)設(shè)計制作一個電路，能夠產(chǎn)生多個不同頻率的正弦信號，并將這些信號再合成為近似方波和其他信號。電路示意圖如圖 1所示：圖1電路示意圖、要求1. 基本要求(1) 方波振蕩器的信號經(jīng)分頻與濾波處理，同時產(chǎn)生頻率為10kHz和30kHz 的正弦波信號，這兩種信號應(yīng)具有確定的相位關(guān)系；(2) 產(chǎn)生的信號波形無明顯失真，幅度峰峰值分別為6V和2V;(3) 制作一個由移相器和加法器構(gòu)成的信號合成電路，將產(chǎn)生的10kHz和30kHz正弦波信號，作為基波和3次諧波，合成一個近似方波

7、，波形幅2. 發(fā)揮部分(1) 再產(chǎn)生50kHz的正弦信號作為5次諧波，參與信號合成，使合成的波 形更接近于方波；(2) 根據(jù)三角波諧波的組成關(guān)系，設(shè)計一個新的信號合成電路，將產(chǎn)生的10kHz、30kHz等各個正弦信號，合成一個近似的三角波形；（3） 設(shè)計制作一個能對各個正弦信號的幅度進(jìn)行測量和數(shù)字顯示的電路，測 量誤差不大于5%;（4）其他。三、評分標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計報告項目分?jǐn)?shù)系統(tǒng)方案2理論分析與計算9電路與程序設(shè)計8測試方案與測試結(jié)果8設(shè)計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)性3小計30基本要求完成第（1）項12完成第（2）項12完成第（3）項26小計50發(fā)揮部分完成第（1）項10完成第（2）項20完成第（3）項15完成第

8、（4）項5小計50總分130關(guān)于 2010 年“ TI 杯”省大學(xué)生電子設(shè)計競賽實(shí)施過程的有關(guān)說明 為了更好地規(guī)2010年TI杯”省大學(xué)生電子設(shè)計競賽組織工作，保證競賽的 公正性，本文件根據(jù)今年競賽工作的特點(diǎn)， 補(bǔ)充了一些工作要求， 并重申競賽規(guī) 則和競賽紀(jì)律。希望各學(xué)校競賽組織者和參賽者認(rèn)真閱讀并遵照執(zhí)行。一、關(guān)于競賽紀(jì)律1、參賽者必須是有正式學(xué)籍的全日制在校本、?？茖W(xué)生，應(yīng)準(zhǔn)備能夠證明 參賽者學(xué)生身份的有效證件（如學(xué)生證）隨時備查。每隊嚴(yán)格限制 3 人，開賽后 不得中途更換隊員。2、各參賽學(xué)校的組織工作由各校指定部門（如：教務(wù)處）負(fù)責(zé)。應(yīng)指定一 名學(xué)校競賽負(fù)責(zé)人。3、競賽期間，參賽隊員應(yīng)本

9、著誠信原則，在指定競賽場地完成全部競賽任 務(wù)，不允許將設(shè)計制作實(shí)物帶出競賽場地。 競賽期間，參賽隊員不得與他人交流， 任何教師和其他人員不得介入， 如發(fā)現(xiàn)教師參與、 隊與隊之間交流、 不按規(guī)定時 間發(fā)卷、收卷和泄題等違規(guī)現(xiàn)象，將立即取消其參賽、評獎資格。4、對違反測試、評審及評獎有關(guān)規(guī)定的學(xué)校，全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽賽 區(qū)組委會不承認(rèn)其評獎結(jié)果， 對違反規(guī)章制度的人和事， 將報請省教育廳有關(guān)部 門處理。二、關(guān)于競賽規(guī)則1、要求各參賽隊在 TI公司MCU（ MSP430 Cortex M3或C2000系列）和模 擬器件（運(yùn)算放大器、 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、 電源管理、 模擬開關(guān)、 比較器、 射頻與通信、

10、傳感器等芯片）中使用不少于 3 種器件。不限于 TI 公司為競賽所發(fā)放的器件， 多用也不限。2、參賽作品允許不使用 MCU若采用MCU則要求使用MSP430 Cortex M3 或C2000系列中的某一個或幾個型號處理器。3、在本次競賽中， 某些賽題將會限定使用某 1 種或幾種所發(fā)放的 TI 公司器 件。除此之外的賽題，均應(yīng)符合以上 1、 2條規(guī)則。4、 允許提前做好貼片封裝芯片的轉(zhuǎn)接板。 根據(jù) TI 公司的建議， 本次競賽允 許在高速運(yùn)放轉(zhuǎn)接板上做上關(guān)鍵的去耦和反饋節(jié)點(diǎn)，允許在DC/DC轉(zhuǎn)接板上做上 關(guān)鍵的外圍電路， 以減少寄生效應(yīng)。 但板上的器件不能任意擴(kuò)展， 并且每個轉(zhuǎn)接 板只能含一個芯

11、片，否則，酌情扣分。5、評審時，允許自帶電源，也可以使用競賽現(xiàn)場提供的電源。6、評審時，參賽隊必須在規(guī)定的時間完成電路恢復(fù)工作和測試工作，對超時參賽隊測試專家有權(quán)結(jié)束該隊的測試。7、在本次競賽中，本科組與高職高專組將使用同一套賽題，但獎項分別設(shè) 置。三、關(guān)于競賽時間及操作方法1、競賽定于 2010年 8月19日上午 8時（周四）至 8月22日（周日）晚 8 時舉行。賽題將于競賽開始時在大學(xué)（網(wǎng)址： ）中教務(wù)部主頁的右 下方“數(shù)模、電子設(shè)計競賽 ”欄中公布，不再下發(fā)書面題目，有特殊困難的參賽院 校請與賽區(qū)組委會聯(lián)系。2、 請在大學(xué)教務(wù)部下載2010年省“TI杯”大學(xué)生電子設(shè)計競賽登記表， 并按規(guī)

12、定填寫完后和設(shè)計報告一起封裝在檔案袋中于交卷時上交。3、8月22日（周日）晚8時競賽結(jié)束時，各參賽學(xué)校將各參賽隊的設(shè)計報 告裝入檔案袋后用加蓋參賽學(xué)校教務(wù)處 2個公章的密封條密封后單獨(dú)上交（參賽 隊少的用一個檔案袋，參賽隊多的可用多個檔案袋封裝）。每個參賽隊的制作實(shí) 物單獨(dú)進(jìn)行密封，制作實(shí)物的密封條由各參賽校自行解決， 每密封條上須加蓋參 賽學(xué)校教務(wù)處的公章3個，分別貼在封裝箱的正面和反面。每個參賽隊?wèi)?yīng)在箱外 留有自己能識別的記號。4、 設(shè)計報告寫作與裝訂要求：設(shè)計報告正文的圖文篇幅限制為6 頁，第一頁含300字以的設(shè)計中文摘要，正文采用小四號宋體字，單倍行距，標(biāo) 題字號自定，一律采用A4紙縱

13、向打印、裝訂，裝訂時第一頁為空白頁，電路圖可另附。設(shè)計報告每頁上方必須留出3cm空白，空白不得有任何文字，每頁 右下角注明頁碼，報告用紙由各參賽校自行解決。5、設(shè)計報告的密封方法：競賽結(jié)束時，參賽隊按設(shè)計報告頁碼順序整理好并將設(shè)計報告密封紙在距設(shè)計報告上端約2cm處裝訂（裝訂時第一頁為空白頁），然后將參賽隊所在學(xué)校、參賽隊編號和參賽學(xué)生寫在設(shè)計報告密封紙的最 上方。設(shè)計報告裝訂好后將密封紙掀起并折向報告背后， 最后用膠水在后面粘牢。 設(shè)計報告密封紙由各參賽學(xué)校自行解決，要求統(tǒng)一使用牛皮紙，尺寸為：長20cm 寬9cm設(shè)計報告上不允許出現(xiàn)參賽隊的學(xué)校、等文字。& 2010年8月22日晚2

14、2： 00前，各參賽學(xué)校將各參賽隊的設(shè)計報告的電子文稿用E-mail交賽區(qū)組委會辦公室（E-mail : jwhujuan6947sina或 hujuan699sohu.）;同時，2010年8月22日晚24:00前車程距4小時以的學(xué)校 將密封好的各參賽隊的設(shè)計報告和制作實(shí)物送交紡織大學(xué)校區(qū)現(xiàn)代教育中心。車程距超過4小時的學(xué)校應(yīng)以最快的方式送交設(shè)計報告和制作實(shí)物。上交的設(shè)計報告與其電子文檔的容應(yīng)該完全一致。7、交卷時，請各參賽學(xué)校注意查看“學(xué)生測試時間安排表”，并按時組織 所有參賽學(xué)生參加測試。如無特殊情況，組委會不再另行通知學(xué)生測試時間。8、2010年8月22日至8月29日，賽區(qū)組委會組織專家對所有的參賽隊進(jìn)行測試和評審。四、關(guān)于評獎工作1、賽區(qū)組委會在賽區(qū)專家組的基礎(chǔ)上組成賽區(qū)評委會。賽區(qū)評委會將根椐參賽隊的作品進(jìn)行測試和論文評審，根據(jù)成績確定推選出參加第二階段競賽的參 賽隊和省一、二、二等獎，并在本科組和咼職咼專組分別設(shè)立TI杯”。獲賽區(qū)獎的