最新南京邮电大学电子设计模拟竞赛试题

2013年南京邮电大学电子设计模拟竞赛试

题

2013年南京邮电大学电子设计竞赛

暨全国大学生电子设计竞赛

模拟赛试题

参赛注意事项

（1）2013年8月5日12:30竞赛正式开始。

（2）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本科学生。

（3）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。

（4）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。

（5）2013年8月9日20:30竞赛结束，上交设计报告、自行保成制作实物，等待

简易信号跟踪监测仪（A题）

一、任务

设计一个以128×64LCD为显示屏为波形和参数显示装置的简易信号跟踪监测

仪。其设计原理框图见如下图1。

输入信号为幅度可变的函数信号，在一定的频率范围内连续变化或随机出

现（频率跳变），跟踪将以最快速的速度跟踪并捕捉到信号（锁定），用参数

和图形的方式显示信号特性。参数包括信号频率、幅度（峰值）、信号类型（注1）、跟踪时间（从启动跟踪到显示波形和参数）。

技术要求

（1）基本要求

1）信号频率范围：100KHz—1MHz，最小步进1KHz，可设定。

2）信号输出幅度：100mV—2Vrms(5.6Vp-p)，误差≤5%。

3）信号跟踪时间：200ms—20S（手动和自动跟踪）。

4）显示信号的参数。

5）显示被测信号的时域波形。（注1）

（2）发挥要求

6）信号频率范围：100KHz—10MHz，最小步进100Hz，可设定。

7）信号输出幅度：10mV—2Vrms(5.6Vp-p)，误差≤5%。

8）信号跟踪时间：200ms—20S（手动和自动跟踪）。

9）显示信号的参数。

10）显示被测信号的时域波形。（注1）

11）参数和波形迭加显示。

注1：信号类型即显示被测信号的时域波形，需将输入信号直接接入AGC放大器（在信号输入端增加一个信号开关），需要考虑信号频率和AD变换器的转换速度之间的关系。

2：图中变频并不限制为一次变频，须根据实际方案考虑。

3：图中低通滤波器也可采用带通实现，中心频率不限，带宽小于100KHz。

二、说明

信号源为函数信号发生器可以产生的信号。

信号的手动跟踪是指信号源先随机设定好一个信号后，用按键启动搜索，直到显示正确的参数或波形。

自动跟踪是指在已跟踪到一个信号的情况下，改变信号源频率，仪器会自动跟踪到这个频率，并显示新的参数和波形。

迭加显示是指在屏幕上同时显示波形和参数。

图中A，B，C，D，E点需要设置易于测量的测试点。

评分标准

高效LEI）驱动LED电路(B题）

一、任务

设计制作一个高效IED驱动电路，驱动一个由5只白光IED（现场统一提供）串联组成的发光装置，要求点亮的IED无明显闪烁。整体电路必须采用3. 3V 单路直流稳压电源供电，不得采用额外供电方式。限定采用TI公司TPS61040作为DC-DC变换器核心芯片。整个电路供电电源采用下图1方式。

二、要求

(1)开关S1初始为接通状态，可对电容C充电至3. 3V.用单片机控制LED

发光管亮度。流过LED的平均电流通过按键控制。上电初始值为1mA, 变化范围为1mA-22mA可循环，步进为3mA，控制精度为士0. 2mA，并尽量提高控制精度。

(2)开关S1断开后，电路由电容C供电。控制LED 驱动电路，在保证LED

串上电流不小于0.5mA的前提下，尽可能延长对LED的供电时间。电路中不得采用容量大于4.7uF的其他电容。

(3)用单片机检测流过LED串的电流。在(1)、(2)中当流过 LED串的电

流在1mA-0.5mA之间时，单片机开发板上的LED指示灯熄灭：当流过

LED串的电流大于1mA或小于0.5mA时，点亮LED指示。

(4)其他。

四、说明

（1）可以利用单片机内置PWM或外接DAC控制DC-DC变换器调节LED 串的

电流．

（2）测试时，使用测试专用电容C及IED串．

(3）需按图中要求，电流表串接在LED电路中；电容C及LED串须留有接

线柱，便于测试时更换测试专用LED及电容器C.

(4) 测试过程中，除了更换电容和LED串及按键外，不能更改硬件与接线。

X-Y信号产生与图形显示（C题）

一、任务

设计制作一个 X-Y信号产生与图形显示装置，示意图如图1所示。图中示波

器工作在X-Y方式；外加正弦信号的频率为1MHz左右，电压峰峰值为

2V。

二、要求

(1）设计并制作一组移相分别为0º、45º、90º、I80º的移相电路，完成对外加正弦信号的移相，作为Y轴信号。要求移相电路的增益为1，

增益误差不大于5%。移相误差不大于5º。

(2) 直接使用外加信号作为X轴信号（见图1的A信号），示波器显示的

X-Y图形正确。

(3) 设计并制作一个2分频电路，完成对外加正弦信号的2分频，作为X

轴信号（见图l的B信号）。要求分频输出为正弦信号，电压峰峰值

为2V，波形无明显失真; 示波器显示的X-Y图形正确。

(4) 设计并制作一个单位增益的程控移相电路，要求移相范围为0-45º：

移相的步进不大于15º，移相误差不大于5º，增益误差不大于5%。

相移值可以通过MSP430进行设置。

(5) 利用要求(1）中的移相电路组和要求(4)中的程控移相电路，组合

成一个移相范围为0-180º的移相电路，相移值可以通过MSP430进行设置，移相的步进不大于15º，移相误差不大于5º，并能结合A 和B两种X轴信号，在示波器上显示对应的X-Y图形，要求X-Y图形显示正确。

（6）能在MSP430的控制下完成0-180º的自动循环移相，并能结合A 和B两种X轴信号，在示波器上动态地显示X-Y图形。要求X-Y图形显示正确，循环移相周期大约为15秒。

(7)其他。

四、说朋