全国大学生电子设计竞赛历届题目

全国大学生电子竞赛历届目 全国大学生电子设计竞赛历届题目 TOC \o "1-3" \h \z \u 第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛题目 4 题目一 简易数控直流电源 4 题目二 多路数据采集系统 5 第二届（1995年）全国大学生电子设计竞赛题目 6 题目一 实用低频功率放大器 6 题目二 实用信号源的设计和制作 7 题目四 简易电阻、电容和电感测试仪 9 第三届（1997年）全国大学生电子设计竞赛题目 9 A题 直流稳定电源 9 B题 简易数字频率计 10 C题 水温控制系统 11 第四届（1999年）全国大学生电子设计竞赛题目 13 A题 测量放大器 13 B题 数字式工频有效值多用表 14 C题 频率特性测试仪 16 E题 数字化语音存储与回放系统 18 第五届（2001年）全国大学生电子设计竞赛题目 19 A题 波形发生器 19 B题 简易数字存储示波器 20 C题 自动往返电动小汽车 21 E题 数据采集与传输系统 23 第六届（2003年）全国大学生电子设计竞赛题目 25 电压控制LC振荡器（A题） 25 宽带放大器（B题） 26 低频数字式相位测量仪（C题） 28 简易逻辑仪（D题） 29 第七届（2005年）全国大学生电子设计竞赛题目 33 正弦信号发生器（A题） 33 集成运放参数测试仪（B题） 34 简易频谱分析仪（C题） 36 数控直流电流源（F题） 39 第八届（2007年）全国大学生电子设计竞赛题目 41 音频信号分析仪（A题）【本科组】 41 无线识别装置（B题）【本科组】 42 数字示波器（C题）【本科组】 44 程控滤波器（D题）【本科组】 45 开关稳压电源（E题）【本科组】 46 电动车跷跷板（F题）【本科组】 48 积分式直流数字电压表（G题）【高职高专组】 50 信号发生器（H题）【高职高专组】 51 可控放大器（I题）【高职高专组】 52 第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛题目 题目一 简易数控直流电源 一、设计任务 设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。其原理示意图如下： 二、设计要求 1．基本要求 　　（1）输出电压：范围0～＋9.9V，步进0.1V，纹波不大于10mV； 　　（2）输出电流：500mA； 　　（3）输出电压值由数码管显示； 　　（4）由“＋”、“－”两键分别控制输出电压步进增减； 　　（5）为实现上述几部件工作，自制一稳压直流电源，输出±15V，＋5V。 2．发挥部分 　　（1）输出电压可预置在0～9.9V之间的任意一个值； 　　（2）用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V不变）； 　　（3）扩展输出电压种类（比如三角波等）。 三、评分意见 　 项 目 得 分 基本要求 方案设计与论证、理论计算与分析、电路图 30 实际完成情况 50 总结报告 20 发挥部分 完成第一项 5 完成第二项 15 完成第三项 20 　 题目二 多路数据采集系统 一、设计任务 设计一个八路数据采集系统，系统原理框图如下： 主控器能对50米以外的各路数据，通过串行传输线（实验中用1米线代替）进行采集的显示和显示。具体设计任务是： （1）现场模拟信号产生器。 　　（2）八路数据采集器。 　　（3）主控器。 二、设计要求 1．基本要求 　　 （1）现场模拟信号产生器：自制一正弦波信号发生器，利用可变电阻改变振荡频率，使频率在200Hz～2kHz范围变化，再经频率电压变换后输出相应1～5V直流电压（200Hz对应1V，2kHz对应5V）。 　　（2）八路数据采集器：数据采集器第1路输入自制1～5V直流电压，第2～7路分别输入来自直流源的5，4，3，2，1，0V直流电压（各路输入可由分压器产生，不要求精度），第8路备用。将各路模拟信号分别转换成8位二进制数字信号，再经并/串变换电路，用串行码送入传输线路。 　　（3）主控器：主控器通过串行传输线路对各路数据进行采集和显示。采集方式包括循环采集（即1路、2路……8路、……1路）和选择采集（任选一路）二种方式。显示部分能同时显示地址和相应的数据。 2．发挥部分 　　（1）利用电路补偿或其它提高可变电阻值变化与输出直流电压变化的线性关系； 　　（2）尽可能减少传输线数目； 　　（3）其它功能的改进（例如：增加传输距离，改善显示功能）。 三、评分意见 　 项 目 得 分 基本要求 方案设计与论证、理论计算与分析、电路图 30 实际完成情况 50 总结报告 20 发挥部分 完成第一项 15 完成第二项 15 完成第三项 10 第二届（1995年）全国大学生电子设计竞赛题目 题目一 实用低频功率放大器 一、任务 设计并制作具有弱信号放大能力的低频功率放大器。其原理示意图如下： 二、要求 1．基本要求 　　（1）在放大通道的正弦信号输入电压幅度为（5～700）mV，等效负载电阻RL为8Ω下，放大通道应满足： 　　① 额定输出功率POR≥10W； 　　② 带宽BW≥（50～10000）Hz； 　　③ 在POR下和BW内的非线性失真系数≤3%； 　　④ 在POR下的效率≥55%； 　　⑤ 在前置放大级输入端交流短接到地时，RL=8Ω上的交流声功率≤10mW。 （2）自行设计并制作满足本设计任务要求的稳压电源。 2．发挥部分 　　（1）放大器的时间响应 　　① 方波产生：由外供正弦信号源经变换电路产生正、负极性的对称方波：频率为1000Hz、上升时间≤　1μs、峰-峰值电压为200mVpp。 　　用上述方波激励放大通道时，在RL=8Ω下，放大通道应满足： 　　② 额定输出功率POR≥10W；带宽BW≥（50～10000）Hz； 　　③ 在POR下输出波形上升时间和下降时间≤12μs； 　　④ 在POR下输出波形顶部斜降≤2%； 　　⑤ 在POR下输出波形过冲量≤5%。 （2）放大通道性能指标的提高和实用功能的扩展（例如提高效率、减小非线性失真等）。 三、评分意见 　 项 目 得 分 基本要求 设计与总结报告：方案设计与论证，理论计算与分析，电路图，测试方法与数据，结果分析 50 实际制作完成情况 50 发挥部分 完成第一项 20 完成第二项 10 特色与创新 20 题目二 实用信号源的设计和制作 一、任务 在给定±15V电源电压条件下，设计并制作一个正弦波和脉冲波信号源。 二、要求 1．基本要求 　　（1）正弦波信号源 　　① 信号频率：20Hz～20kHz步进调整，步长为5Hz 　　② 频率稳定度：优于10-4 　　③ 非线性失真系数≤3% 　　（2）脉冲波信号源 　　① 信号频率：20Hz～20kHz步进调整，步长为5Hz 　　② 上升时间和下降时间：≤1μs 　　③ 平顶斜降：≤5% 　　④ 脉冲占空比：2%～98%步进可调，步长为2% 　　（3）上述两个信号源公共要求 　　① 频率可预置。 　　② 在负载为600Ω时，输出幅度为3V。 　　③ 完成5位频率的数字显示。 2．发挥部分 　　（1）正弦波和脉冲波频率步长改为1Hz。 　　（2）正弦波和脉冲波幅度可步进调整，调整范围为100mV～3V，步长为100mV。 　　（3）正弦波和脉冲波频率可自动步进，步长为1Hz。 　　（4）降低正弦波非线性失真系数。 三、评分 　 项 目 得 分 基本要求 设计与总结报告：方案设计与论证，理论计算与分析，电路图，测试方法与数据，结果分析 50 实际制作完成情况 50 发挥部分 完成第一项 10 完成第二项 10 完成第三项 5 完成第四项 5 特色与创新 20 题目四 简易电阻、电容和电感测试仪 一、任务示意 设计并制作一台数字显示的电阻、电容和电感参数测试仪，框图如下： 二、要求 1．基本要求 　　（1）测量范围：电阻100Ω～1MΩ；电容100pF～10000pF；电感100μH～10mH。 　　（2）测量精度：±5% 。 　　（3）制作4位数码管显示器，显示测量数值，并用发光二极管分别指示所测元件的类型和单位。 2．发挥部分 　　（1）扩大测量范围。 　　（2）提高测量精度。 　　（3）测量量程自动转换。 三、评分意见 　 项 目 得分 基本要求 设计与总结报告：方案设计与论证，理论计算与分析，电路图，测试方法与数据，结果分析 50 实际制作完成情况 50 发挥部分 完成第（1）项 9 完成第（2）项 9 完成第（3）项 12 特色与创新 20 第三届（1997年）全国大学生电子设计竞赛题目 A题 直流稳定电源 一、任务 设计并制作交流变换为直流的稳定电源。 二、要求 1．基本要求 　　（1）稳压电源 在输入电压220V、50Hz、电压变化范围＋15%～－20%条件下： 　　a．输出电压可调范围为+9V～+12V 　　b．最大输出电流为1.5A 　　c．电压调整率≤0.2%（输入电压220V变化范围＋15%～－20%下，空载到满载） 　　d．负载调整率≤1%（最低输入电压下，满载） 　　e．纹波电压（峰-峰值）≤5mV（最低输入电压下，满载） 　　f．效率≥40%（输出电压9V、输入电压220V下，满载） 　　g．具有过流及短路保护功能 （2）稳流电源 在输入电压固定为＋12V的条件下： 　　a．输出电流：4～20mA可调 　　b．负载调整率≤1%（输入电压＋12V、负载电阻由200Ω～300Ω变化时，输出电流为20mA时的相对变化率） 　　（3）DC-DC变换器 在输入电压为+9V～+12V条件下： 　　a．输出电压为+100V，输出电流为10mA 　　b．电压调整率≤1%（输入电压变化范围+9V～+12V） 　　c．负载调整率≤1%（输入电压+12V下，空载到满载） 　　d．纹波电压（峰-峰值）≤100mV （输入电压+9V下，满载） 2．发挥部分 　　（1）扩充功能 　　a．排除短路故障后，自动恢复为正常状态 　　b．过热保护 　　c．防止开、关机时产生的“过冲” 　　（2）提高稳压电源的技术指标 　　a．提高电压调整率和负载调整率 　　b．扩大输出电压调节范围和提高最大输出电流值 　　（3）改善DC-DC变换器 　　a．提高效率（在100V、100mA下） 　　b．提高输出电压 　　（4）用数字显示输出电压和输出电流 三、评分意见 　 项 目 得 分 基本要求 设计与总结报告：方案设计与论证，理论分析与计算，电路图，测试方法与数据，对测试结果的分析 50 实际制作完成情况 50 发挥部分 完成第（1）项 9 完成第（2）项 15 完成第（3）项 6 完成第（4）项 10 特色与创新 10 B题 简易数字频率计 一、任务 设计并制作一台数字显示的简易频率计。 二、要求 1．基本要求 　　（1）频率测量 　　a．测量范围 信号：方波、正弦波；幅度：0.5V～5V；频率：1Hz～1MHz 　　b．测量误差≤0.1% 　　（2）周期测量 　　a．测量范围 信号：方波、正弦波；幅度：0.5V～5V；频率：1Hz～1MHz 　　b．测量误差≤0.1% 　　（3）脉冲宽度测量 　　a．测量范围 信号：脉冲波；幅度：0.5V～5V；脉冲宽度≥100μs 　　b．测量误差≤1% 　　（4）显示器 　　十进制数字显示，显示刷新时间1～10秒连续可调，对上述三种测量功能分别用不同颜色的发光二极管指示。 　　（5）具有自校功能，时标信号频率为1MHz。 　　（6）自行设计并制作满足本设计任务要求的稳压电源。 2．发挥部分 　　（1）扩展频率测量范围为0.1Hz～10MHz（信号幅度0.5V～5V），测量误差降低为0.01%（最大闸门时间≤10s）。 　　（2）测量并显示周期脉冲信号（幅度0.5V～5V、频率1Hz～1kHz）的占空比，占空比变化范围为10%～90%，测量误差≤1% 。 　　（3）在1Hz～1MHz范围内及测量误差≤1%的条件下，进行小信号的频率测量，提出并实现抗干扰的措施。 三、评分意见 　 项 目 得 分 基本要求 设计与总结报告：方案设计与论证，理论分析与计算，电路图，测试方法与数据，对测试结果的分析 50 实际制作完成情况 50 发挥部分 完成第（1）项 10 完成第（2）项 10 完成第（3）项 20 特色与创新 10 第四届（1999年）全国大学生电子设计竞赛题目 A题 测量放大器 一、题目：测量放大器 二、任务 设计并制作一个测量放大器及所用的直流稳压电源。参见图1。输入信号VI取自桥式测量电路的输出。当R1＝R2＝R3＝R4时，VI＝0。R2改变时，产生VI ¹0的电压信号。测量电路与放大器之间有1米长的连接线。 三、要求 1.  基本要求 　　(1)   测量放大器 　　a、  差模电压放大倍数  AVD＝1～500，可手动调节； 　　b、  最大输出电压为±10V，非线性误差 < 0.5％ ； 　　c、  在输入共模电压+7.5V～－7.5V范围内，共模抑制比 KCMR >105 ； 　　d、  在AVD＝500时，输出端噪声电压的峰－峰值小于1V； 　　e、  通频带0～10Hz ； 　　f、 直流电压放大器的差模输入电阻≥2MW（可不测试，由电路设计予以保证）。 　　(2)   电源 　　设计并制作上述放大器所用的直流稳压电源。由单相220V交流电压供电。交流电压变化范围为＋10％～－15％。 　　(3)  设计并制作一个信号变换放大器，参见图2。将函数发生器单端输出的正弦电压信号不失真地转换为双端输出信号，用作测量直流电压放大器频率特性的输入信号。 2.发挥部分 （1）提高差模电压放大倍数至AVD＝1000，同时减小输出端噪声电压。 　　（2）在满足基本要求(1)中对输出端噪声电压和共模抑制比要求的条件下，将通频带展宽为0～100Hz以上。 　　（3）提高电路的共模抑制比。 　　（4）差模电压放大倍数AVD可预置并显示，预置范围1～1000，步距为1，同时应满足基本要求(1)中对共模抑制比和噪声电压的要求。 　　（5）其它（例如改善放大器性能的其它措施等）。 四、评分意见   项 目 满 分 基本要求 设计与总结报告：方案设计与论证，理论分析与计算，电路图，测试方法与数据，对测试结果的分析 50 实际制作完成情况 50 发挥部分 完成第一项 5 完成第二项 10 完成第三项 5 完成第四项 20 特色与创新 10 五、说明 直流电压放大器部分只允许采用通用型集成运算放大器和必要的其它元器件组成，不能使用单片集成的测量放大器或其它定型的测量放大器产品。 B题 数字式工频有效值多用表 一、题目 数字式工频有效值多用表 二、任务 设计并制作一个能同时对一路工频交流电（频率波动范围为50 ±1Hz、有失真的正弦波）的电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数进行测量的数字式多用表。参见附图。 三、要求 1． 基本要求 　　（1）测量功能及量程范围 　　a、  交流电压：0～500V； 　　c、  有功功率：0～25kW； 　　d、  无功功率：0～25kvar； 　　e、  功率因数（有功功率/视在功率）：0～1 。 　　为便于本试题的设计与制作，设定待测0～500V的交流电压、0～50A的交流电流均已经相应的变换器转换为0～5V的交流电压。 　　（2）准确度 　　a、  显示为 位（0.000～4.999），有过量程指示； 　　b、  交流电压和交流电流：±（0.8％读数＋5个字），例：当被测电压为300V时，读数误差应小于±（0.8％×300V＋0.5V）＝±2.9V ； 　　c、  有功功率和无功功率：±（1.5％读数＋8个字）； 　　d、  功率因数：±0.01 。 　　（3）功能选择：用按键选择交流电压、交流电流、有功功率、无功功率和功率因数的测量与显示。 2．发挥部分 　　（1）用按键选择电压基波及总谐波的有效值测量与显示。 　　（2）具有量程自动转换功能，当变换器输出的电压值小于0.5V时，能自动提高分辨力达0.01V。 　　（3）用按键控制实现交流电压、交流电流、有功功率、无功功率在测试过程中的最大值、最小值测量。 　　 （4）其它（例如扩展功能，提高性能）。 四、评分意见   项  目 满 分 基本要求 设计与总结报告： 方案设计与论证，理论分析与计算，电路图，测试方法与数据，对测试结果的分析 50 实际制作完成情况 50 发挥部分 完成第一项 14 完成第二项 14 完成第三项 10 完成第四项 12 五、说明 1．调试时可用函数发生器输出的正弦信号电压作为一路交流电压信号；再经移相输出代表同一路的电流信号。 2．检查交流电压、交流电流有效值测量功能时，可采用函数发生器输出的对称方波信号。电压基波、谐波的测试可用函数发生器输出的对称方波作为标准信号，测试结果应与理论值进行比较分析。 C题 频率特性测试仪 一、题目 频率特性测试仪 二、任务 设计并制作一个频率特性测试系统，包含测试信号源、被测网络、检波及显示三部分。 三、要求 1．基本要求 　　（1）制作幅频特性测试仪 　　a、频率范围：100Hz～100kHz； 　　b、频率步进：10Hz； 　　c、频率稳定度：10-4； 　　d、测量精度：5％ ； 　　e、能在全频范围和特定频率范围内自动步进测量，可手动预置测量范围及步进频率值； 　　f、LED显示，频率显示为5位，电压显示为3位，并能打印输出。 　　（2）制作一被测网络 　　a、  电路型式：阻容双T网络； 　　b、  中心频率：5kHz； 　　c、  带宽：±50Hz； 　　d、  计算出网络的幅频和相频特性，并绘制相位曲线； 　　e、  用所制作的幅频特性测试仪测试自制的被测网络的幅频特性。 2．发挥部分 　　（1）制作相频特性测试仪 　　a、  频率范围：500Hz～10kHz； 　　b、  相位度数显示：相位值显示为三位，另以一位作符号显示； 　　c、  测量精度：3°。 　　（2）用示波器显示幅频特性。 　　（3）在示波器上同时显示幅频和相频特性。 　　（4）其它。 四、评分意见   项 目 满 分 基本要求 设计与总结报告：方案设计与论证，理论分析与计算，电路图，测试方法与数据，对测试结果的分析 50 实际制作完成情况 50 发挥部分 完成第一项 20 完成第二项 10 完成第三项 10 完成第四项 10 五、说明    发挥部分(2)、(3)均用所制作的频率特性测试仪测试自制的被测网络的幅频特性和相频特性。 E题 数字化语音存储与回放系统 一、题目 数字化语音存储与回放系统 二、任务 设计并制作一个数字化语音存储与回放系统，其示意图如下：   三、要求 1．基本要求 　　（1）放大器1的增益为46dB，放大器2的增益为40dB，增益均可调； 　　（2）带通滤波器：通带为300Hz～3.4kHz ； 　　（3）ADC：采样频率f s＝8kHz，字长＝8位； 　　（4）语音存储时间≥10秒； 　　（5）DAC：变换频率f c＝8kHz，字长＝8位； 　　（6）回放语音质量良好。 2．发挥部分 在保证语音质量的前提下： 　　（1）减少系统噪声电平，增加自动音量控制功能； 　　（2）语音存储时间增加至20秒以上； 　　（3）提高存储器的利用率（在原有存储容量不变的前提下，提高语音存储时间）； 　　（4）其它（例如：   校正等）。 四、评分意见   项  目 满分 基本要求 设计与总结报告：方案设计与论证，理论分析与计算，电路图，测试方法与数据，对测试结果的分析 50 实际制作完成情况 50 发挥部分 完成第一项 15 完成第二项 5 完成第三项 15 完成第四项 15 五、说明 不能使用单片语音专用芯片实现本系统。 第五届（2001年）全国大学生电子设计竞赛题目 A题 波形发生器 一、任务 设计制作一个波形发生器，该波形发生器能产生正弦波、方波、三角波和由用户编辑的特定形状波形。示意图如下： 二、要求 1．基本要求 　　（1）具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性波形的功能。 　　（2）用键盘输入编辑生成上述三种波形（同周期）的线性组合波形，以及由基波及其谐波（5次以下）线性组合的波形。 　　（3）具有波形存储功能。 　　（4）输出波形的频率范围为100Hz～20kHz（非正弦波频率按10次谐波计算）；重复频率可调，频率步进间隔≤100Hz。 　　（5）输出波形幅度范围0～5V（峰-峰值），可按步进0.1V（峰-峰值）调整。 　　（6）具有显示输出波形的类型、重复频率（周期）和幅度的功能。 2．发挥部分 　　（1）输出波形频率范围扩展至100Hz～200kHz。 　　（2）用键盘或其他输入装置产生任意波形。 　　（3）增加稳幅输出功能，当负载变化时，输出电压幅度变化不大于±3%（负载电阻变化范围：100Ω～∞）。 　　（4）具有掉电存储功能，可存储掉电前用户编辑的波形和设置。 　　（5）可产生单次或多次（1000次以下）特定波形（如产生1个半周期三角波输出）。 　　 （6）其它（如增加频谱分析、失真度分析、频率扩展>200kHz、扫频输出等功能）。 三、评分标准 　 项 目 满分 基本要求 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。 50 实际制作完成情况 50 发挥部分 完成第（1）项 10 完成第（2）项 10 完成第（3）项 完成第（4）项 5 完成第（5）项 5 完成第（6）项 10 B题 简易数字存储示波器 一、任务 设计并制作一台用普通示波器显示被测波形的简易数字存储示波器，示意图如下： 二、要求 1．基本要求 （1）要求仪器具有单次触发存储显示方式，即每按动一次“单次触发”键，仪器在满足触发条件时，能对被测周期信号或单次非周期信号进行一次采集与存储，然后连续显示。 　　（2）要求仪器的输入阻抗大于100kΩ，垂直分辨率为32级/div，水平分辨率为20点/div；设示波器显示屏水平刻度为10div，垂直刻度为8div。 　　（3）要求设置0.2s/div、0.2ms/div、20μs/div三档扫描速度，仪器的频率范围为DC～50kHz，误差≤5%。 　　（4）要求设置0.1V/div、1V/div二档垂直灵敏度，误差≤5%。 　　（5）仪器的触发电路采用内触发方式，要求上升沿触发、触发电平可调。 　　（6）观测波形无明显失真。 2．发挥部分 （1）增加连续触发存储显示方式，在这种方式下，仪器能连续对信号进行采集、存储并实时显示，且具有锁存（按“锁存”键即可存储当前波形）功能。 　　（2）增加双踪示波功能，能同时显示两路被测信号波形。 　　（3）增加水平移动扩展显示功能，要求存储深度增加一倍，并且能通过操作“移动” 键显示被存储信号波形的任一部分。 　　（4）垂直灵敏度增加0.01V/div档，以提高仪器的垂直灵敏度，并尽力减小输入短路时的输出噪声电压。 　　（5）其它。 三、评分标准 　 项目 满分 基本要求 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。 50 实际制作完成情况 50 发挥部分 完成第（1）项 15 完成第（2）项 8 完成第（3）项 5 完成第（4）项 10 完成第（5）项 12 四、说明 测试过程中，不能对普通示波器进行操作和调整。 E题 数据采集与传输系统 一、任务 设计制作一个用于8路模拟信号采集与单向传输系统。系统方框图参见图1。 二、要求 1．基本要求 （1）被测电压为8路0～5V分别可调的直流电压。系统具有在发送端设定8路顺序循环采集与指定某一路采集的功能。 　　（2）采用8位A/D变换器。 　　（3）采用3dB带宽为30kHz～50kHz的带通滤波器（带外衰减优于35dB/十倍频程）作为模拟信道。 　　（4）调制器输出的信号峰-峰值vsp-p为0～1V可变，码元速率16k波特（码元/秒）；制作一个时钟频率可变的测试码发生器（如0101…码等），用于测试传输速率。 　　（5）在接收端具有显示功能，要求显示被测路数和被测电压值。 2．发挥部分 　　（1）设计制作一个用伪随机码形成的噪声模拟发生器，伪随机码时钟频率为96kHz，周期为127位码元，生成多项式采用 。其输出峰-峰值 为0～1V连续可调。 　　（2）设计一个加法电路，将调制器输出 与噪声电压 相加送入模拟信道。在解调器输入端测量信号与噪声峰-峰值之比（ ），当其比值分别为1、3、5时，进行误码测试。测试方法：在8路顺序循环采集模式下，监视某一路的显示，检查接收数据的误码情况，监视时间为1分钟。 　　（3）在（ ）=3时，尽量提高传输速率，用上述第（2）项的测试方法，检查接收数据的误码情况。 　　（4）其它（如自制用来定量测量系统误码的简易误码率测试仪，其方框图见图2）。 三、评分标准 　 项目 满分 基本要求 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。 50 实际制作完成情况 50 发挥部分 完成第（1）项 5 完成第（2）项 20 完成第（3）项 15 完成第（4）项 10 第六届（2003年）全国大学生电子设计竞赛题目 电压控制LC振荡器（A题） 一、任务 设计并制作一个电压控制LC振荡器。 二、要求 1、基本要求 （1）振荡器输出为正弦波，波形无明显失真。 （2）输出频率范围：15MHz～35MHz。 （3）输出频率稳定度：优于10-3。 （4）输出电压峰-峰值：Vp-p=1V±0.1V。 （5）实时测量并显示振荡器输出电压峰-峰值，精度优于10％。 （6）可实现输出频率步进，步进间隔为1MHz100kHz。 2、发挥部分 （1）进一步扩大输出频率范围。 （2）采用锁相环进一步提高输出频率稳定度，输出频率步进间隔为100kHz。 （3）实时测量并显示振荡器的输出频率。 （4）制作一个功率放大器，放大LC振荡器输出的30MHz正弦信号，限定使用E=12V的单直流电源为功率放大器供电，要求在50Ω纯电阻负载上的输出功率≥20mW，尽可能提高功率放大器的效率。 （5）功率放大器负载改为50Ω电阻与20pF电容串联，在此条件下50Ω电阻上的输出功率≥20mW，尽可能提高放大器效率。 （6）其它。 三、评分标准   项 目 满分 基本要求 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。 50 实际制作完成情况 50 发挥部分 完成第（1）项 5 完成第（2）项 15 完成第（3）项 5 完成第（4）项 10 完成第（5）项 10 其它 5 四、说明 1、需留出末级功率放大器电源电流IC0(或ID0)的测量端，用于测试功率放大器的效率。 宽带放大器（B题） 一、任务 设计并制作一个宽带放大器。 二、要求 1、基本要求 （1）输入阻抗≥1kΩ；单端输入，单端输出；放大器负载电阻 。 （2）3dB通频带10kHz～6MHz，在20kHz～5MHz频带内增益起伏≤1dB。 （3）最大增益≥40dB，增益调节范围10dB～40dB（增益值6级可调，步进间隔6dB，增益预置值与实测值误差的绝对值≤2dB），需显示预置增益值。 （4）最大输出电压有效值≥3V，数字显示输出正弦电压有效值。 （5）自制放大器所需的稳压电源。 2、发挥部分 （1）最大输出电压有效值≥6V。 （2）最大增益≥58dB (3dB通频带10kHz～6MHz，在20kHz～5MHz频带内增益起伏≤1dB)，增益调节范围10dB～58dB（增益值9级可调，步进间隔6dB，增益预置值与实测值误差的绝对值≤2dB），需显示预置增益值。 （3）增加自动增益控制（AGC）功能，AGC范围≥20dB，在AGC稳定范围内输出电压有效值应稳定在 4.5V≤Vo≤5.5V内（详见说明4）。 （4）输出噪声电压峰-峰值VoN ≤0.5V。 （5）进一步扩展通频带、提高增益、提高输出电压幅度、扩大AGC范围、减小增益调节步进间隔。 （6）其它。 三、评分标准   项目 满分 基本要求 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。 50 实际完成情况 50 发挥部分 完成第（1）项 10 完成第（2）项 12 完成第（3）项 7 完成第（4）项 2 完成第（5）项 16 其它 3 四、说明 1、基本要求部分第（3）项和发挥部分第（2）项的增益步进级数对照表如下： 增益步进级数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 预置增益值（dB） 10 16 22 28 34 40 46 52 58 2、发挥部分第（4）项的测试条件为：输入交流短路，增益为58dB。 3、宽带放大器幅频特性测试框图如下图所示： 4、AGC电路常用在接收机的中频或视频放大器中，其作用是当输入信号较强时，使放大器增益自动降低；当信号较弱时，又使其增益自动增高，从而保证在AGC作用范围内输出电压的均匀性，故AGC电路实质是一个负反馈电路。 发挥部分第（4）项中涉及到的AGC功能的放大器的折线化传输特性示意图如下所示；本题定义：AGC范围= （dB）；要求输出电压有效值稳定在4.5V≤Vo≤5.5V范围内，即VoL≥4.5V、VoH≤5.5V。 低频数字式相位测量仪（C题） 一、任务 设计并制作一个低频相位测量系统，包括相位测量仪、数字式移相信号发生器和移相网络三部分，示意图如下： 二、要求 1、基本要求 （1）设计并制作一个相位测量仪（参见图1） a．频率范围：20Hz～20kHz。 b．相位测量仪的输入阻抗≥100k 。 c．允许两路输入正弦信号峰-峰值可分别在1V～5V范围内变化。 d．相位测量绝对误差≤2°。 e．具有频率测量及数字显示功能。 f． 相位差数字显示：相位读数为0o~359.9o，分辨力为0.1°。 （2）参考图2制作一个移相网络 a．输入信号频率：100Hz、1kHz、10kHz。 b．连续相移范围：－45°～＋45°。 c．A＇、B＇输出的正弦信号峰-峰值可分别在0.3V～5V范围内变化。 2．发挥部分 （1）设计并制作一个数字式移相信号发生器（图3），用以产生相位测量仪所需的输入正弦信号，要求： a．频率范围：20Hz～20kHz，频率步进为20Hz，输出频率可预置。 b．A、B输出的正弦信号峰-峰值可分别在0.3V～5V范围内变化。 c．相位差范围为0～359°，相位差步进为1°，相位差值可预置。 d．数字显示预置的频率、相位差值。 （2）在保持相位测量仪测量误差和频率范围不变的条件下，扩展相位测量仪输入正弦电压峰-峰值至0.3V～5V范围。 （3）用数字移相信号发生器校验相位测量仪，自选几个频点、相位差值和不同幅度进行校验。 （4）其它。 三、评分标准   项 目 满分 基本要求 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。 50 实际制作完成情况 50 发挥部分 完成第（1）项 22 完成第（2）项 6 完成第（3）项 12 其它 10 四、说明 1、移相网络的器件和元件参数自行选择，也可以自行设计不同于图2的移相网络。 2、基本要求（2）项中，当输入信号频率不同时，允许切换移相网络中的元件。 3、相位测量仪和数字移相信号发生器互相独立，不允许共用控制与显示电路。 简易逻辑分析仪（D题） 一、任务 设计并制作一个8路数字信号发生器与简易逻辑分析仪，其结构框图如图1所示： 二、要求 二、要求 1、基本要求 （1）制作数字信号发生器 能产生8路可预置的循环移位逻辑信号序列，输出信号为TTL电平，序列时钟频率为100Hz，并能够重复输出。逻辑信号序列示例如图2所示。 （2）制作简易逻辑分析仪 a．具有采集8路逻辑信号的功能，并可设置单级触发字。信号采集的触发条件为各路被测信号电平与触发字所设定的逻辑状态相同。在满足触发条件时，能对被测信号进行一次采集、存储。 b．能利用模拟示波器清晰稳定地显示所采集到的8路信号波形，并显示触发点位置。 c．8位输入电路的输入阻抗大于50kΩ，其逻辑信号门限电压可在0.25~4V范围内按16级变化，以适应各种输入信号的逻辑电平。 d．每通道的存储深度为20bit。 图2 重复输出循环移位逻辑序列00000101 2．发挥部分 （1）能在示波器上显示可移动的时间标志线，并采用LED或其它方式显示时间标志线所对应时刻的8路输入信号逻辑状态。 （2）简易逻辑分析仪应具备3级逻辑状态分析触发功能，即当连续依次捕捉到设定的3个触发字时，开始对被测信号进行一次采集、存储与显示，并显示触发点位置。3级触发字可任意设定（例如：在8路信号中指定连续依次捕捉到两路信号11、01、00作为三级触发状态字）。 （3）触发位置可调（即可选择显示触发前、后所保存的逻辑状态字数）。 （4）其它（如增加存储深度后分页显示等）。 三、评分标准   项目 满分     基本要求 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   50 实际制作完成情况 50     发挥部分 完成第（1）项 18 完成第（2）项 18 完成第（3）项 5 其它 9 四、说明 1、系统结构框图中的跳接线必须采取可灵活改变的接插方式。 2、数字信号的采集时钟可采用来自数字信号发生器的时钟脉冲clock。 3、测试开始后，参赛者不能对示波器进行任何调整操作。 4、题中涉及的“字”均为多位逻辑状态。如图2中纵向第一个字为一个8位逻辑状态字（00000101），而发挥部分中的3级触发字为2位逻辑状态。 第七届（2005年）全国大学生电子设计竞赛题目 正弦信号发生器（A题） 一、任务 设计制作一个正弦信号发生器。 二、要求 1、基本要求 （1）正弦波输出频率范围：1kHz～10MHz； （2）具有频率设置功能，频率步进：100Hz； （3）输出信号频率稳定度：优于10-4； （4）输出电压幅度：在 负载电阻上的电压峰-峰值Vopp≥1V； （5）失真度：用示波器观察时无明显失真。 2、发挥部分 在完成基本要求任务的基础上，增加如下功能： （1）增加输出电压幅度：在频率范围内 负载电阻上正弦信号输出电压的峰-峰值Vopp=6V±1V； （2）产生模拟幅度调制(AM)信号：在1MHz~10MHz范围内调制度ma可在10%～100%之间程控调节，步进量10%，正弦调制信号频率为1kHz，调制信号自行产生； （3）产生模拟频率调制(FM)信号：在100kHz~10MHz频率范围内产生10kHz最大频偏，且最大频偏可分为5kHz/10kHz二级程控调节，正弦调制信号频率为1kHz，调制信号自行产生； （4）产生二进制PSK、ASK信号：在100kHz固定频率载波进行二进制键控，二进制基带序列码速率固定为10kbps，二进制基带序列信号自行产生； （5）其他。 三、评分标准 项目 满分 基本要求 设计与总结报告：方案比较，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 50 实际制作完成情况 50 发挥部分 完成第（1）项 12 完成第（2）项 10 完成第（3）项 13 完成第（4）项 10 其他 5 集成运放参数测试仪（B题） 一、任务 设计并制作一台能测试通用型集成运算放大器参数的测试仪，示意图如图1所示。 图1 二、要求 1、基本要求 （1） 能测试VIO(输入失调电压)、IIO(输入失调电流)、AVD (交流差模开环电压增益)和KCMR (交流共模抑制比)四项基本参数，显示器最大显示数为 3999； （2）各项被测参数的测量范围及精度如下(被测运放的工作电压为±15V)： VIO：测量范围为0～40mV（量程为4mV和40mV），误差绝对值小于3%读数+1个字； IIO：测量范围为0～4μA（量程为0.4μA和4μA），误差绝对值小于3%读数+1个字； AVD：测量范围为 60dB～120dB，测试误差绝对值小于3dB； KCMR：测量范围为 60dB～120dB，测试误差绝对值小于3dB； （3）测试仪中的信号源(自制)用于AVD、KCMR参数的测量，要求信号源能输出频率为5Hz、输出电压有效值为4 V的正弦波信号，频率与电压值误差绝对值均小于1%； （4）按照本题附录提供的符合GB3442-82的测试原理图(见图2~图4)，再制作一组符合该标准的测试VIO、IIO、AVD 和KCMR参数的测试电路，以此测试电路的测试结果作为测试标准，对制作的运放参数测试仪进行标定。 2、发挥部分 （1）增加电压模运放BWG (单位增益带宽)参数测量功能，要求测量频率范围为 100kHz～3.5MHz，测量时间≤10秒，频率分辨力为1kHz； 为此设计并制作一个扫频信号源，要求输出频率范围为 40kHz～4MHz，频率误差绝对值小于1%；输出电压的有效值为2V±0.2 V； （2）增加自动测量(含自动量程转换)功能。该功能启动后，能自动按VIO、IIO、AVD 、KCMR 和BWG的顺序测量、显示并打印以上5个参数测量结果； （3）其他。 三、评分标准 项 目 满分 基本要求 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。 50 实际制作完成情况 50 发挥部分 完成第（1）项 30 完成第（2）项 15 其他 5 四、说明 1、为了制作方便，被测运放的型号选定为8引脚双列直插的电压模运放F741 (LM741、μA741、F007等)通用型运算放大器； 2、为了测试方便，自制的信号源应预留测量端子； 3、测试时用到的打印机自带。 附录： 参照GB3442-82标准，VIO、IIO、AVD 和KCMR参数的测试原理图分别如图2、图3和图4所示。图3和图4中的信号源可采用现成的信号源。为了保证测试精度，外接测试仪表（信号源和数字电压表）的精度应比自制的运放参数测试仪的精度高一个数量级。 （1）VIO、IIO电参数测试原理图 图2 ① 在K1、K2闭合时，测得辅助运放的输出电压记为VL0 ，则有： ② 在K1、K2闭合时，测得辅助运放的输出电压记为VL0 ；在K1、K2断开时，测得辅助运放的输出电压记为VL1，则有： （2）AVD电参数的测试原理与测试原理图 图3 设信号源输出电压为VS，测得辅助运放输出电压为VL0，则有 （3）KCMR电参数的测试原理与测试原理图 图4 设信号源输出电压为VS，测得辅助运放输出电压为VL0，则有 附录说明 1、测试采用了辅助放大器测试方法。要求辅助运放的开环增益大于60dB，输入失调电压和失调电流值小； 2、为了保证测试精度，要求对R、Ri、Rf的阻值准确测量，R1、R2的阻值尽可能一致；IIO与R的乘积远大于VIO； IIO与Ri // Rf的乘积应远小于VIO。测试电路中的电阻值建议取：Ri =100Ω、Rf =20 k～100k、R1 = R2=30k、RL=10 kΩ、R=1MΩ； 3、建议图3、4中使用的信号源输出为正弦波信号，频率为5Hz、输出电压有效值为4 V。 简易频谱分析仪（C题） 一、任务 采用外差原理设计并实现频谱分析仪，其参考原理框图如下图所示。 二、要求 1、基本要求 （1）频率测量范围为10MHz~30MHz； （2）频率分辨力为10kHz，输入信号电压有效值为20mV±5mV，输入阻抗为50Ω； （3）可设置中心频率和扫频宽度； （4）借助示波器显示被测信号的频谱图，并在示波器上标出间隔为1MHz的频标。 2、发挥部分 频率测量范围扩展至1MHz~30MHz； 具有识别调幅、调频和等幅波信号及测定其中心频率的功能，采用信号发生器输出的调幅、调频和等幅波信号作为外差式频谱分析仪的输入信号，载波可选择在频率测量范围内的任意频率值，调幅波调制度ma=30%，调制信号频率为20kHz；调频波频偏为20kHz，调制信号频率为1kHz； 其他。 三、评分标准 项目 满分 基本要求 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。 50 实际制作完成情况 50 发挥部分 完成第(1)项 20 完成第(2)项 20 其他 10 四、说明 1、原理框图中虚线框内的“信号处理电路”和“显示电路”两模块适用于发挥部分(2)，可以采用模拟或数字方式实现； 2、制作与测试过程中，该频谱分析仪对电压值的标定采用对比法，即首先输入幅度为已知的正弦信号(如：电压有效值为20mV，频率为10MHz的正弦信号)，以其在原理框图中示波器纵轴显示的高度确定该频谱分析仪的电压标尺。 数控直流电流源（F题） 一、任务 设计并制作数控直流电流源。输入交流200～240V，50Hz；输出直流电压≤10V。其原理示意图如下所示。 二、要求 1、基本要求 （1）输出电流范围：200mA～2000mA； （2）可设置并显示输出电流给定值，要求输出电流与给定值偏差的绝对值≤给定值的1％+10 mA； （3）具有“+”、“-”步进调整功能，步进≤10mA； （4）改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值≤输出电流值的1％+10 mA； （5）纹波电流≤2mA； （6）自制电源。 2、发挥部分 （1）输出电流范围为20mA～2000mA，步进1mA； （2）设计、制作测量并显示输出电流的装置 (可同时或交替显示电流的给定值和实测值)，测量误差的绝对值≤测量值的0.1％+3个字； （3）改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值≤输出电流值的0.1％+1 mA； （4）纹波电流≤0.2mA； （5）其他。 三、评分标准 项目 满分 基本要求 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。 50 实际完成情况 50 发挥部分 完成第(1)项 4 完成第(2)项 20 完成第(3)项 16 完成第(4)项 5 其他 5 四、说明 1、需留出输出电流和电压测量端子； 2、输出电流可用高精度电流表测量；如果没有高精度电流表，可在采样电阻上测量电压换算成电流； 3、纹波电流的测量可用低频毫伏表测量输出纹波电压，换算成纹波电流。 第八届（2007年）全国大学生电子设计竞赛题目 音频信号分析仪（A题）【本科组】 一、任务 设计、制作一个可分析音频信号频率成分，并可测量正弦信号失真度的仪器。 二、要求 1．基本要求 （1）输入阻抗：50Ω （2）输入信号电压范围（峰-峰值）：100mV～5V （3）输入信号包含的频率成分范围：200Hz～10kHz （4）频率分辨力：100Hz（可正确测量被测信号中，频差不小于100Hz的频率分量的功率值。） （5）检测输入信号的总功率和各频率分量的频率和功率，检测出的各频率分量的功率之和不小于总功率值的95%；各频率分量功率测量的相对误差的绝对值小于10%，总功率测量的相对误差的绝对值小于5%。 （6）分析时间：5秒。应以5秒周期刷新分析数据，信号各频率分量应按功率大小依次存储并可回放显示，同时实时显示信号总功率和至少前两个频率分量的频率值和功率值，并设暂停键保持显示的数据。 2．发挥部分 （1）扩大输入信号动态范围，提高灵敏度。 （2）输入信号包含的频率成分范围：20Hz～10kHz。 （3）增加频率分辨力20Hz档。 （4）判断输入信号的周期性，并测量其周期。 （5）测量被测正弦信号的失真度。 （6）其他。 三、说明 1．电源可用成品，必须自备，亦可自制。 2．设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序、和完整的测试结果用附件给出。 四、评分标准 设计 报告 项 目 主要内容 分数 系统方案 比较与选择 方案描述 5 理论分析与计算 放大器设计 功率谱测量方法 周期性判断方法 15 电路与程序设计 电路设计 程序设计 10 测试方案与测试结果 测试方案及测试条件 测试结果完整性 测试结果分析 12 设计报告结构及规范性 摘要 设计报告正文的结构 图表的规范性 8 总分 50 基本 要求 实际制作完成情况 50 发挥 部分 完成第（1）项 10 完成第（2）项 10 完成第（3）项 10 完成第（4）项 10 完成第（5）项 5 其他 5 总分 50 数字示波器（C题）【本科组】 一、任务 设计并制作一台具有实时采样方式和等效采样方式的数字示波器，示意图如图1所示。 图1 数字示波器示意图 二、要求 1．基本要求 （1）被测周期信号的频率范围为10Hz～10MHz，仪器输入阻抗为1M，显示屏的刻度为8 div×10div，垂直分辨率为8bits，水平显示分辨率≥20点/ div。 （2）垂直灵敏度要求含1V/div、0.1V/div两档。电压测量误差≤5%。 （3）实时采样速率≤1MSa/s，等效采样速率≥200MSa/s；扫描速度要求含20ms/div、2μs /div、100 ns/div三档，波形周期测量误差≤5%。 （4）仪器的触发电路采用内触发方式，要求上升沿触发，触发电平可调。 （5）被测信号的显示波形应无明显失真。 2．发挥部分 （1）提高仪器垂直灵敏度，要求增加2mV/div档，其电压测量误差≤5%，输入短路时的输出噪声峰-峰值小于2mV。 （2）增加存储/调出功能，即按动一次“存储”键，仪器即可存储当前波形，并能在需要时调出存储的波形予以显示。 （3）增加单次触发功能，即按动一次“单次触发”键，仪器能对满足触发条件的信号进行一次采集与存储（被测信号的频率范围限定为10Hz～50kHz）。 （4）能提供频率为100kHz的方波校准信号，要求幅度值为0.3V±5%（负载电阻≥1 M时），频率误差≤5%。 （5）其他。 三、说明 1．A/D转换器最高采样速率限定为1MSa/s，并要求设计独立的取样保持电路。为了方便检测，要求在A/D转换器和取样保持电路之间设置测试端子TP。 2．显示部分可采用通用示波器，也可采用液晶显示器。 3．等效采样的概念可参考蒋焕文等编著的《电子测量》一书中取样示波器的内容，或陈尚松等编著的《电子测量与仪器》等相关资料。 4．设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果可用附件给出。 四、评分标准 设计 报告 项 目 应包括的主要内容 分数 系统方案 比较与选择 方案描述 6 理论分析与计算 等效采样分析 垂直灵敏度 扫描速度 12 电路与程序设计 电路设计 程序设计 12 测试方案与测试结果 测试方案及测试条件 测试结果完整性 测试结果分析 12 设计报告结构及规范性 摘要 设计报告正文的结构 图表的规范性 8 总分 50 基本 要求 实际制作完成情况 50 发挥 部分 完成第（1）项 22 完成第（2）项 7 完成第（3）项 7 完成第（4）项 6 其他 8 总分 50 程控滤波器（D题）【本科组】 一、任务 设计并制作程控滤波器，其组成如图1所示。放大器增益可设置；低通或高通滤波器通带、截止频率等参数可设置。 图1程控滤波器组成框图 二、要求 1. 基本要求 （1）放大器输入正弦信号电压振幅为10mV，电压增益为40dB，增益10dB步进可调，通频带为100Hz～40kHz，放大器输出电压无明显失真。 （2）滤波器可设置为低通滤波器，其-3dB截止频率fc在1kHz～20kHz范围内可调，调节的频率步进为1kHz，2fc处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB, RL=1k。 （3）滤波器可设置为高通滤波器，其-3dB截止频率fc在1kHz～20kHz范围内可调，调节的频率步进为1kHz，0.5fc处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB, RL=1k。 （4）电压增益与截止频率的误差均不大于10%。 （5）有设置参数显示功能。 2. 发挥部分 （1）放大器电压增益为60dB，输入信