2006年吉林省全国大学生电子设计竞赛试题

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2006年吉林省全国大学生电子设计竞赛试题 [复制链接]

大学生电子设计竞赛参赛注意事项 （1）2006年9月19日8:00大学生电子设计竞赛竞赛开始，每支参赛队限定在下列题中任选一题；填写《登记表》，由赛场巡视员暂时保管。 （2）每队严格限制3人，不得中途更换队员；参赛队员必须是有正式学籍的在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（学生证）随时备查。 （3）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队必须回避，对违纪参赛队员取消评审资格，并视情节予以严肃处理。 （4）2006年9月22日晚8：00竞赛结束，封题。 （5）2006年9月23日早8：00-9：00到组委会指定的测试地点交封箱物品 单相正弦波变频电源（A 一、全国大学生电子设计竞赛任务 设计并制作一个液体转移监控装置，示意图如下图所示： 放置两个盛水容器，分别为A容器和B容器，A容器盛有足量的水，B容器为空，底部中心挖一个出水圆孔。从A容器转移水到B容器，使B容器中的水的重量达到预设值，并保持该状态60秒钟。 二、全国大学生电子设计竞赛要求 1.基本要求 （1）制作一个数显装置，当系统开始执行抽水任务时，能实时显示B容器中水的重量和任务执行时间，任务结束后，计时停止； （2）通过键盘任意设定转移到B容器中的水的重量，设定范围为500克～1000克，调整时间范围为≤3分钟； （3）B容器中的水达到预设值后，保持该状态60秒钟。要求能发出短暂的声音提示信号； （4）控制误差范围为 10克。 2.发挥部分 设计并制作一个主站监控系统。 （1）主站能预设应转移到B容器中水的重量值，并控制系统运行； （2）B容器中的水临近溢出时启动报警，并停止系统运行； （3）主站能实时显示B容器中水的重量变化曲线； （4）其它。 三、全国大学生电子设计竞赛说明 1.控制泵类型及水的重量的测量方法不限，其装置安装位置及安装方式自定； 2.A容器大小不限，能够装入足够的水即可，B容器为3.3升矿泉水桶； 3.B容器底部中心制作一个直径≥3毫米的圆孔； 4.现场控制不能用系统机；水的重量预设值由评委当场给出。

 

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图片： 一、全国大学生电子设计竞赛任务 设计并制作一个单相正弦波变频电源，输出电压有效值为15～36V可调，最大负载电流有效值为1A，负载为电阻负载。变频电源框图如下图所示。 二、全国大学生电子设计竞赛要求 1.基本要求 （1）输出频率范围为20Hz～100Hz，且输出电压有效值为15V～36V可调的单相交流电； （2）输出电压波形应尽量接近正弦波，用示波器观察无明显失真； （3）当输入电压为198V～242V，负载电流有效值为0.5～1A时，输出电压有效值应保持在15V，误差的绝对值小于5%； （4）具有过流保护(输出电流有效值达1.5A时动作)，保护时自动切断输入交流电源。 2.发挥部分 （1）当输入电压为198V～242V，负载电流有效值为0.5～1A时，输出电压有效值应保持在15V，误差的绝对值小于2%； （2）设计制作具有测量、显示该变频电源输出电压、电流、频率和功率的电路，测量误差的绝对值小于5%； （3）其它。 2．全国大学生电子设计竞赛发挥部分 （1）三角波发生器电路的频率范围可以扩展到1KHz～300KHz； 占空比变化范围(即图2中AO/OB)可以扩展到20％～80％。 （2）将三角波测量电路的频率误差减小到不大于5%； （3）将三角波测量电路的斜率误差减小到不大于5%； （4）将三角波测量电路的幅度误差减小到不大于5%； （5）可测量其它波形及相应参数。 三、全国大学生电子设计竞赛说明 1.不能使用产生SPWM（正弦波脉宽调制）波形的专用芯片； 2.必要时，可以在隔离变压器前使用自耦变压器调整输入电压；可用滑动变阻器或电阻箱模拟负载； 3.输出功率可通过电流、电压的测量值计算。

 

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简易智能液体加注装置（C） 一、全国大学生电子设计竞赛任务 设计并制作一个简易智能液体加注装置，其参考结构示意图如下，水杯可用纸杯。 二、全国大学生电子设计竞赛要求 1.基本要求 （1）从A号杯开始，依次向A、B、C、D、E、F号纸杯内加注水，使纸杯中的水达到指定量； （2）纸杯中水的多少由键盘输入，范围为0～20ml，误差不大于0.1ml； （3）在不同纸杯内的水量应不同； （4）加注完成后小车回到A号杯位置，并给出声光报警。 2.发挥部分 （1）当原纸杯中有水且水量少于设定的量时，则只加入所缺少的部分； （2）当原纸杯中有水且水量大于设定的量时，则从纸杯中把多余的水抽走； （3）当水桶中的水量过少时（高度小于0.5cm），能够给出报警； （4）其它。 三、全国大学生电子设计竞赛说明 1.题图仅供参考，可以不采用天桥、天车的形式，只要能完成液体加注即可。 2.容器可不采用纸杯，但容积必须足够，以使加液量能达到20ml。

 

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三角波斜率测量仪（H） 一、全国大学生电子设计竞赛任务 （1）设计占空比可调(即图2中AO/AB可调)的三角波发生器，作为三角波测量仪的信号输入。 （2）设计三角波测量电路，能够完成三角波幅度、频率、斜率的测量。 （3）设计显示电路，能够完成波形和测量数据的显示。 （4）能够测量由外部信号发生器产生的任意波形。 系统框图见图1所示。 二、全国大学生电子设计竞赛要求 1．基本要求 （1）自行设计三角波发生器电路。要求频率、占空比、幅度连续可调。变化范围要求如下： 频率范围10KHz～100KHz； 占空比范围(即图2中AO/OB)30％～60％； 幅度范围(即图2 中OC)0.5V到4V。 （2）三角波幅度测试：要求测试电路完成三角波幅度的测量并显示出测量结果。测量误差不大于10%； （3）三角波频率测试: 要求测试电路完成三角波频率的测量并显示出测量结果。测量误差不大于10%； （4）三角波斜率测试: 要求测试电路完成三角波斜率的测量(即CO/AO)并显示出测量结果。测量误差不大于10%。 2．全国大学生电子设计竞赛发挥部分 （1）三角波发生器电路的频率范围可以扩展到1KHz～300KHz； 占空比变化范围(即图2中AO/OB)可以扩展到20％～80％。 （2）将三角波测量电路的频率误差减小到不大于5%； （3）将三角波测量电路的斜率误差减小到不大于5%； （4）将三角波测量电路的幅度误差减小到不大于5%； （5）可测量其它波形及相应参数。 三、全国大学生电子设计竞赛说明 三角波测量电路与三角波发生电路的连接只允许存在信号线与地线，不允许在两个模块之间存在其他连线。

 

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射频功率放大器（G） 一、吉林省全国大学生电子设计竞赛任务 (1)设计一个射频功率放大器。 (2)可采用分立元件也可采用相应的射频模块。 (3)功率控制部分可采用连续调整也可采用分档，但必须包含在电路设计中，而不能采用在功率输入或输出端加现成的可变衰耗器的方式完成。 (4)上交成果时应包括电源部分。 二、吉林省全国大学生电子设计竞赛要求 1.基本要求 (1)频率范围：100MHz～1000MHz之间任选一频点。 (2)放大器输出功率：Pmax≥ 1W。 (3)输入信号不变时，输出功率可调，可调范围 ≥ 20dB 。调整方式可以为连续，也可为分档，当采用分档方式时，必须分为4档以上。 (4)放大器的3dB带宽 ≥5MHz。 (5)放大器的输出特性阻抗：50欧姆（或75欧姆）。 2.发挥部分 (1)设计一个与上述放大器相对应的信号源。信号源最好应为VCO形式，以便于调制信号的加入。 (2)用音频信号对信号源进行频率调制并接入功率放大器后，可通过无线接收或相关仪器将调制信号还原。 三、典型用法说明 考虑到各类高频仪表的功能限制，相关的功能测试既可采用开路方式，也可采用闭路加衰耗器模拟空间传播方式进行。

 

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温度及水位控制系统（I）
（本题目可用于高职高专学生选用，本科生不能选用）
一、任务
设计并制作温度及水温自动控制系统。控制对象为能盛1升水的容器。
二、要求
1.基本要求
（1）温度设定范围为40℃～90℃，最小区分度为1℃，标准温差≤1℃。
（2）环境温度降低时（例如用电风扇或加入冷水降温）温度控制的静态误差≤1℃。
（3）用十进制数码显示水的实际温度。
（4）水温采用发光二极管以光柱形式和数码形式显示。
（5）当水温低于设定水位时，能自动补水，防止烧干而损坏电热管。
2.发挥部分
（1）采用适当的控制方式，当设定温度突变（由40℃提高到60℃）时，减少系统的调节时间和超调量。
（2）温度控制的静态误差≤0.5℃。
（3）在设定温度发生突变（由40℃提高到60℃）时，自动打印水温随时间变化的曲线。
（4）采用两根导线来同时测量水温度与水位。
三、说明
1.控制水温可以在一定范围内人工设定，并能在环境温度降低时实现自动调整，以保持设定的温度基本保持不变。
2.加热器可用500瓦～1000瓦电炉或电热管（自行选配）。
3.水位控制可以采用小型水泵、电磁阀以及外加容器补水和蓄水。
4.测量水温时只要求在容器内任意设置一个测试点。