全国大学生电子设计竞赛 2010年TI杯模拟电子系统专题邀请赛试题

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全国大学生电子设计竞赛历届真题

全国大学生电子设计竞赛历届题目第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛题目................................................................................... - 2 - 题目一简易数控直流电源 ................................................................................................................. - 2 - 题目二多路数据采集系统 ................................................................................................................. - 3 - 第二届（1995年）全国大学生电子设计竞赛题目................................................................................... - 4 - 题目一实用低频功率放大器 ............................................................................................................. - 4 - 题目二实用信号源的设计和制作 ..................................................................................................... - 5 - 题目四简易电阻、电容和电感测试仪.............................................................................................. - 5 - 第三届（1997年）全国大学生电子设计竞赛题目................................................................................... - 6 - A题直流稳定电源 ............................................................................................................................. - 6 - B题简易数字频率计.......................................................................................................................... - 7 - C题水温控制系统................................................................................................ 错误！未定义书签。

2010电子设计竞赛竞赛纪律(120)

全国大学生电子设计竞赛——2010年TI杯模拟电子系统邀请赛江苏赛区竞赛规则、赛场纪律及相关事项1．2010年TI杯模拟电子系统邀请赛时间为：2010年8月19日8：00时开始，至2010年8月24日20：00时结束。

2．参赛队员必须是江苏省高等学校具有正式学籍的本科或高职高专在籍学生。

3．2010年8月19日，参赛队员必须随身携带学生证，在开始竞赛提前30分钟到达学校竞赛地点，以备巡视员核对身份。

4．参赛学校的竞赛地点应集中安排在一个校区，竞赛地点不得超过4个。

各参赛队在规定时间内在学校所指定的场地完成竞赛任务。

5．各参赛学校的竞赛组织工作由学校教务处负责，并要求指定一名学校竞赛负责人。

6．学校竞赛负责人按照本校参赛队的数量复印《2010年TI杯模拟电子系统邀请赛登记表》和竞赛信息表。

参赛队员按要求填写《2010年TI杯模拟电子系统邀请赛登记表》中的有关内容。

参赛队员、赛场巡视员及学校竞赛负责人三方应在登记表上签字。

7．参赛队需填写《2010年TI杯模拟电子系统邀请赛登记表》和竞赛信息表。

8．参赛学校需在2010年8月19日中午12时以前将各参赛队的选题情况上网提交，并告知巡视员。

9．竞赛期间，参赛队员可以使用各种图书资料、计算机及其它工具。

鼓励参赛队员利用互联网获取有关科技信息。

竞赛期间同一参赛队的三名同学之间应增强合作意识，注重讨论交流，分工协作，发扬团队精神，赛出水平。

10．竞赛作品必须由参赛队员在竞赛期间完成，不得使用预先制作的多功能实验板和多功能电路模块（详见2010年TI杯模拟电子系统专题邀请赛实施细则）。

11．各参赛学校教师可以从事赛前辅导及有关组织工作，但在竞赛期间应回避，不得以任何形式对参赛队员进行指导或与之讨论。

12．竞赛期间，参赛队员不得与参赛队以外任何人（包括指导教师）讨论，也不得利用互联网向他人询问、讨论与竞赛有关事宜，否则一经发现，即作为作弊处理，取消评奖资格。

13．竞赛设计总结报告格式要求：设计总结报告正文的图文篇幅不得超过8页，一律使用A4纸，纸张由各参赛学校自备。

【电赛参考资料】精典赛题分析(2010版)

①三站测时差被动定位法； ②二站测距定位法；
③到达时间比较法。
2.声音引导系统
1.三站测时差被动定位法设A站为主站，B、C站为从站，S为服务对象。设目标在某一个时段发出了音频脉冲信号，如图2.1.2所示，三站A、B、C接受此信号后，经放大、滤波、整形后统一传输给主站A。
tAB tAC
2.声音引导系统
四、题目剖析声音引导系统是全球卫星定位系统（GPS）在实验室内的一个缩影，此题的重点和难点应该是定位方法和定位精度问题。
要对进行中的小车进行实时定位，并引导它前进，必须建立数学模型和坐标系。本题可采用直角坐标系。原点可选在终点W处或者A 点处。现选在W处。其定位方法有如下3种：
三、说明（1）不允许使用线性电源及成品的DC/DC模块。（2）供电系统含测控电路并由UIN供电，其能耗纳入系统效率计算。（3）除负载电阻为手动调整以及发挥部分（1）由手动设定电流比例外，其他功能的测试过程均不允许手动干预。（4）供电系统应留出UIN、UO、IIN 、IO、I1、I2参数的测试端子，供测试时使用。（5）每项测量须在5秒钟内给出稳定读数。（6）设计制作时，应充分考虑系统散热问题，保证测试过程中系统能连续安全工作。
2.声音引导系统
二、要求 1.基本要求（1）制作可移动的声源。可移动的声源产生的信号为周期性音频脉冲信号，声音信号频率不限，脉冲周期不限。
（ 2）可移动声源发出声音后开始运动，到达Ox线并停止，这段运动时间为响应时间，测量响应时间，用下列公式计算出响应的平均速度，要求平均速度大于5cm/s。
2.声音引导系统
排除方法（1）如何排除声速误差和群延时对定位精度的影响。将当时当地声速v实测出来，其测量方法：将声源分别放置在D点和W点，测量发出发声命令至A声塔接收到声波信号的时间TDA和TWA，设A声塔和声源的系统误差时间为△ta,则有：

2010年吉林省大学生电子设计竞赛试题

2010年吉林省大学生电子设计竞赛试题参赛注意事项（1）2010年9月11日8:00竞赛开始,每支参赛队限定在下列A、B、C、D、E、F、G、H题中任选一题；填写《登记表》。

（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全日制在校本、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）2010年9月15日早7：00-9：00到组委会指定的测试地点交封箱物品。

无线家居监控系统（A）一、任务设计并制作一个家居监控系统，实现对室内温度、灯光、烟雾的实时控制及报警功能。

二、要求1.基本要求（1）制作三个测试节点，每个节点均利用相应传感器，检测室内烟雾浓度（开关量）、亮度（开关量）和温度（﹣25～55℃），将所获信息无线传回监控主机。

（2）监控主机可以任意设置温度（上下限），当室内温度超过设定范围时，可无线控制加温和降温设备；监控主机当接收到烟雾报警信息时，可无线控制风扇运转，降低烟雾浓度；监控主机可任意无线控制室内灯光。

（3）传送距离不小于5m。

2.发挥部分（1）增加发射距离。

（2）要求可记录实时数据，可进行翻查，并可根据不同的参数进行统计。

（3）增加节点，采取时分传输。

（4）创新性。

三、评分标准四、说明1．无线传输频率为30MHz以下，调制方式自定；2．监控主机不允许使用PC机；3．无线传输部分不允许使用现成的射频模块、蓝牙模块。

简易无线汉字传输装置（B）一、任务设计并制作一个无线发射主站，一个液晶显示从站，实现主站对从站的汉字信息传输。

二、要求1.基本要求（1）设计并制作一个载波频率在30MHz以下的发射机。

要求载波频率稳定度1×10-5，调制方式任选；发射机输出功率不大于25mW(50Ω假负载电阻上测得)；采用键盘输入发射机要传送的汉字信息，并用液晶显示。

2010年TI杯模拟电子系统专题邀请赛试题

全国大学生电子设计竞赛2010年TI杯模拟电子系统专题邀请赛试题低噪声宽带放大器（A题）一、任务设计制作一个宽带低噪声放大器，负载为电阻。

二、要求1．基本要求（1）限定采用高速运算放大器OPA820ID作为第一级放大电路，THS3091D 作为末级放大电路。

除THS3091D采用15V供电，其余各级采用5V供电，各级供电均可用实验室现有稳压电源；（2）在1k输出负载上，放大器最大不失真输出电压峰峰值≥10V。

（3）输出负载为1kΩ时，放大器电压增益为40dB(100倍)；（4）放大器下限频率可通过直流电平，上限-3dB截止频率不低于5MHz；2．发挥部分（1）负载电阻为50欧；输出电压峰峰值≥10V。

（2）输出负载为50Ω时，提高放大器增益为60dB；（3）在达到(2)的基础上，提高放大器上限-3dB截止频率，使之不低于10MHz；（4）仅5V可采用实验室现有稳压电源，使用TPS61087为末级THS3091D 提供15V电压，并同时满足（1）、（2）、（3）的要求；（5）在满足（4）的条件下，尽可能降低放大器的输出噪声；三、说明：1. 注意留出测试点2. 若满足发挥要求1，2，3，基础要求2，3，4不需测试，直接满分三、评分标准器件说明：1.本题提供芯片：TPS61087, OPA820, OPA842, THS30912.芯片每次领取一片，TPS61087和THS3091按2倍于实际所用供应，OPA820和OPA842按3倍于实际所用供应，烧坏后后果自负；3.本题提供特殊分离元件：电感，钽电容，二极管4.本题提供通用板：小号干电池供电的LED手电筒(B题)使用TPS61029设计一个恒流源电路驱动一只1W的LED。

LED指标：，最大工作电流为350mA，最大电流下的导通电压为3.3V左右为了保护视力，本题只使用最大250mA的驱动电流。

注意不要长时间注视发光LED，请在设计时多数情况下使用小电流驱动。

全国大学生电子设计竞赛历届题目(整理)详解

（1）调幅收音机单片机集成电路（带有小功率放大器），型号：CX1600P/M；
（2）调幅收音机输入回路线圈和磁性天线；
（3）变容二极管，型号：SVC341；
（4）本振线圈；
（5）用于电调谐的锁相频率合成器集成电路，型号：LC7218（可选件）；
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
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）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

历年全国大学生电子设计竞赛试题(word文档良心出品)

全国大学生电子设计竞赛试题1．1 第一届电子设计竞赛试题（1994年）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。

其原理示意图如图所示。

二、设计要求1．基本要求① 输出电压：范围0至+9.9V ，步进0.1V ，纹波不大于10mV ； ② 输出电流：500 mA ；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至+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）。

题目二多路数据采集系统一、设计任务主控器能对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 至2kHz 范围变化，再经频率电压娈换电路后输出相应1V 至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一路输入自制1V 至5V 直流电压，第2至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），第八路备用。

将各路模拟信号分别转换成八位二进制数字信号，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方法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，改善显示功能等）三、评分标准1．2 第二届电子设计竞赛试题（1995年）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。

2010年TI杯模拟电路设计联赛

2010年TI杯模拟电路设计联赛
东南大学电工电子实验中心胡仁杰 2010.5.8
hurenjie@ 025-52090857
主要内容
竞赛组织竞赛规模竞赛形式竞赛内容竞赛规则竞赛日程
竞赛组织
竞赛名称 2010年TI杯模拟电路设计联赛主办单位
教育部、工信部全国大学生电子设计竞赛组委会教育部电气与电子信息基础课程教学指导委员会国家级实验教学示范中心联席会
竞赛规则
联赛现场将提供以下条件
模拟或数字式双踪示波器、函数信号发生器、交流毫伏表、0～30V可调式直流稳压电源、台式万用表、台式计算机，具体型号将在8月10日赛前公布焊接工具、导线、钳剪镊工具通用板，通用电阻、电容、二极管、三极管，发光二极管、数码管 TI公司MSP430、Cortex M3和C2000系列MCU模块及相应开发与调试平台，运算放大器、数据转换器和电源芯片及模块，具体型号将在赛前公布 TI公司所提供MCU和模拟器件的数据手册
竞赛规则
联赛竞赛规则
参赛作品中不得包含PC微机参赛队可自行携带笔记本计算机、测试仪器和工具。竞赛期间参赛队学生可以查阅有关纸介或网络技术资料，队内学生可以集体商讨设计思想，确定设计方案，分工负责、团结协作，以队为基本单位独立完成竞赛任务；不得借助参赛队员以外其他人员任何形式的指导或帮助，不得使用任何通信工具，不得利用竞赛现场局域网以外的网络资源竞赛测试时使用由组委会指定现场提供的仪器违反规定的参赛队将被取消竞赛资格。Leabharlann 竞赛日程联赛竞赛日程
参赛队报到熟悉使用现场仪器设备宣布竞赛规则集中保管通讯工具公布竞赛题选题，安排竞赛现场提交竞赛设计方案竞赛结束，参赛队员退场竞赛场地封闭 2010.9.6 日08：00～20：00 竞赛测试，参赛队员交流 2010.9.7 日15：00 联赛颁奖会 2010.9.3 日07：00-21：00 2010.9.3 日14： 00-21：00 2010.9.4 日07：00 2010.9.4 日07：30 2010.9.4 日08：00 2010.9.4 日08：30 2010.9.4 日10：00 2010.9.5 日23：00

2010年校电子设计竞赛题目

2010年校电子竞赛题目汇总说明：低年级包括大一、大二；高年级包括大三、大四低年级可以选择高年级题目，反之则不行。

简易声音分贝仪（高年级组）一、任务设计一个简易声音分贝仪，用以测量所处环境的声音强度。

二、要求1、基本要求（1）测量当前所处环境的声音信号的瞬时平均强度；（2）能够记录50组声音信号的分贝值及相应的测量时间；（3）显示声音分贝值。

2、发挥部分（1）将声音频率分为20Hz-1KHz、1KHz -5KHz、5KHz -20KHz三段，并分别指示所在范围的其强度；（2）降低仪器的功耗，使用2节AAA电池供电；（3）其它。

三、说明1．柱状图可用多个LED排列，也可使用LCD；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、评分标准注：定标分贝仪采用资源环境学院实验室标准仪器或自行确定方案触摸控制式直流稳压电源（低年级组）一、任务设计一个直流稳压电源，用触摸的方式调节输出电压值。

二、要求1、基本要求（1）用手触摸实现电压增减调节，电压步进0.5V；（2）输出电压1.25V~6V；（3）纹波<10mV，输出电流不小于1A；（4）220V市电供电2、发挥部分（1）扩展输出电压为0~10V；（2）扩展最大输出电流至3A；（3）输出电压指示功能。

（4）其它。

三、说明1．电压指示可采用BCD码输出的AD器件；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、和完整的测试结果用附件给出。

四、评分标准注：触摸控制方式可以采用单金属片或光电感应式。

“可遥控”的用电插座——低年级题目一、任务设计制作一个可控制的低压交流供电装置。

该装置由控制器（电源）、传输导线、用电插座和负载三部分组成，其方框图如图1所示。

图1 系统方框图控制器兼作线路电源提供，其输出电压为交流12V，最大输出功率10瓦。

历年全国电子设计大赛试题总汇

历年全国电产设讣大赛试题总汇历年全国电子设计大赛试题总汇第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛题目题目一简易数控宜流电源一、设计任务设计出有一定输出电压范闱和功能的数控电源。

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：5OO111A；（3）输出电压值由数码管显示；（4）由“ + ”、“一”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, +5Vo2.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、评分意见项目得分方案设计及论证、理论计算及分析、电路图30实际完成情况50基本要求总结报告20完成第一项5发挥部分完成第二项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）进行采集的显不和显示。

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，利用町变电阻改变振荡频率，使频率在200Hz〜2kHz范［韦I变化，再经频率电压变换后输出相应1〜5V直流电压（200Hz对应IV, 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。

1994年-2010年全国大学生电子设计大赛(控制类赛题)

第三届（1997年）全国大学生电子设计竞赛题目C 题水温控制系统一、任务设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为1 升净水，容器为搪瓷器皿。

水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变。

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℃，标定温度≤1℃。

（2）环境温度降低时（例如用电风扇降温）温度控制的静态误差≤1℃。

（3）用十进制数码管显示水的实际温度。

2．发挥部分（1）采用适当的控制方法，当设定温度突变（由40℃提高到60℃）时，减小系统的调节时间和超调量。

（2）温度控制的静态误差≤℃。

（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。

三、评分意见第五届（2001 年）全国大学生电子设计竞赛题目C 题自动往返电动小汽车一、任务设计并制作一个能自动往返于起跑线与终点线间的小汽'BB车。

允许用玩具汽车改装，但不能用人工遥控（包括有线和无线遥控）。

跑道宽度，表面贴有白纸，两侧有挡板，挡板与地面垂直，其高度不低于20cm。

在跑道的B、C、D、E、F、G 各点处画有2cm 宽的黑线，各段的长度如图1 所示。

二、要求1．基本要求（1）车辆从起跑线出发（出发前，车体不得超出起跑线），到达终点线后停留10 秒，然后自动返回起跑线（允许倒车返回）。

往返一次的时间应力求最短（从合上汽车电源开关开始计时）。

（2）到达终点线和返回起跑线时，停车位置离起跑线和终点线偏差应最小（以车辆中心点与终点线或起跑线中心线之间距离作为偏差的测量值）。

（3）D～E 间为限速区，车辆往返均要求以低速通过，通过时间不得少于8 秒，但不允许在限速区内停车。

2．发挥部分（1）自动记录、显示一次往返时间（记录显示装置要求安装在车上）。

（2）自动记录、显示行驶距离（记录显示装置要求安装在车上）。

（3）其它特色与创新。

三、评分标准四、说明（1）不允许在跑道内外区域另外设置任何标志或检测装置。

宽带放大器

2010年TI杯模拟电子系统专题邀请赛宽带放大器（A题）队伍编号：参赛学校：参赛学生：指导教师：025211南京师范大学杨昊吕晨阳张沁枫王兴和孙航嘉2010年8月26日宽带放大器（A题）摘要：本作品由前置放大、中级放大、末级功率驱动、峰值检测、电源管理及人机界面这些模块所组成，具有宽带数字程控和AGC功能，整个系统以5V 单电源工作。

在前级放大电路中，用单位增益稳定宽带反馈型放大器OPA820和宽带压控放大器VCA810放大输入信号，在电压放大一定的倍数后，经过末级THS3091驱动50Q的负载。

VCA810勺使用方便了调整增益，THS3091的使用提高了驱动电路带负载的能力。

应用MSP430寸增益进行预置和控制，稳定性好，可控范围大。

电路设计综合应用了电容去耦、滤波、使用屏蔽线传输信号等抗干扰措施以减少放大器的噪声并抑制咼频自激。

经验证，本方案完成了全部基本功能和发挥功能。

关键词：宽带放大峰值检测AGC1系统方案1.1 方案比较与选择1.1.1增益放大电路的方案方案一：使用分立的三极管等元件搭建输入缓冲电路和增益放大的电路。

优点是成本低廉，易于购置。

为了满足固定增益40dB的要求，可以采用多级放大电路实现。

但时是大量采用分立元件比较容易在高频时产生自激振荡，可能会增加电路的调试时间，同时短时间内手工制作难以保证可靠性及指标。

方案二：使用OPA820作为阻抗匹配和前置放大器，中间级用VCA810动态调节增益。

此方案电路简单，可靠性高。

VCA运放的压控放大特性更增加了整个电路的可控动态范围至-20dB-60dB,既可以方便的做进一步的幅值微调和增益提高；也可以配合测量的峰值形成AGC电路。

综上，我们采用方案二，设计简洁高效灵活稳定的放大电路。

1.1.2功率输出电路的方案方案一：使用功率三极管和普通的运放组成升压输出复合放大器，这种电路可以将运放的标称摆幅扩展的更大，同时将负载驱动提升到100mA以上。

电子竞赛论文“信号波形合成(GAL)”

2010年TI杯模拟电子系统专题邀请赛信号波形合成实验电路（C题）设计报告信号波形合成实验电路（C题）摘要：本设计为一信号波形合成电路，由一个6M的晶体构成一输出频率稳定的振荡电路，使用74LS393和三片GAL16V8分频，产生10KHz、30KHz和50KHz 的方波信号，采用由TI公司提供的TLC04巴特沃斯四阶开关电容低通滤波器对信号滤波，产生符合题目要求频率的正弦波信号，使用TI公司的OP07和741对10KHz、30KHz、50K信号进行放大。

使用RC阻容移相器，对正弦10KHz和30KHz 移相处理，用加法器、减法器合成近似正弦波和近似三角波，在显示模块中，使用了TI公司生产的TLVH431芯片作为精密基准源。

本设计的主要特点是：电路简单；成本低，性价比高；充分满足题目要求。

关键词：振荡，分频，信号波形合成，TLC04，OP07， TLVH431。

目录目录一、方案设计与论证 (1)1.1电源模块 (1)1.2方波产生模块 (1)1.3分频模块 (1)1.4方波转正弦波模块 (1)1.5移相模块 (1)1.6显示模块 (2)二、系统设计及功能实现 (2)2. 1总体设计框图 (2)2..2各模块的设计及功能实现 (3)2.2.1电源模块 (3)2.2.2波形产生模块 (3)2.2.3分频模块 (3)2.2.4方波转正弦波模块 (4)2.2.5移相模块 (4)2.2.6正弦波转方波、三角波模块 (4)2.2.7显示模块 (5)三、系统测试结果 (6)3.1基本要求 (6)3.2发挥部分 (6)四、参考文献 (6)附录1 (7)附录2 (9)一.方案设计与论证根据题目要求，可将系统划分为电源模块，分频模块，正弦波生成模块，移相模块，正弦波合成方波、三角波模块和显示模块，对各模块的产生，分别有以下不同设计方案：1.1电源模块采用集成稳压器LM317和LM337构成直流稳压电源，产生±5V两路直流电压，由变压器、整流器、滤波器和稳压器四部分组成。

电工电子技术华中科技大学版答案

电工电子科技创新中心华中科技大学电工电子科技创新中心（以下简称中心）成立于2001年，是国家工科基础课程电工电子教学基地、国家电工电子实验教学示范中心的重要组成部分。

中心是一个面向全校本科生的省级实践创新基地，其主要任务是：招收学有余力的学生并对其开展信息类技术技能的培训，组织和指导我校学生参加以电子信息类为主的重大学科竞赛，织组学生申报大学生科技创新项目并给予指导。

中心以“为精英提供机会，让机会造就大师”为建设理念，以“提高实践能力，培养创新精神”为人才培养目标，以建立全开放的创新实验室为实践平台，以开设系列电子信息类实践选修课为培训平台，以组建学生科研团队、申报和实施大学生创新研究项目为科研平台，以参加电子信息类为主的重大学科竞赛为检测平台，构建了大学生创新基地实践创新培养体系，致力于将中心建设成为拔尖创新人才的孵化中心、国内国际重大学科竞赛的培训中心、科技创新活动及创新实践教学改革的示范中心。

中心育人特色一：建立了循序渐进的创新、创业能力培养模式。

以工程实训→项目培训→自主创新为结构的创新能力培养模式；以创业课程→工程实训→学科竞赛、创新项目→创业竞赛→成立公司为结构的创业能力培养模式。

中心育人特色二：构建了基于全开放的基地文化。

育人观全开放：只要有利于学生实践能力、创新能力培养的措施、载体、内容中心都勇于实践；资源全开放：基地所有教学资源面向学生全天候开放；学生管理全开放：学生自愿申请加入，自主选择培训内容，自拟创新项目，自愿组队参赛，自主实践，自主管理。

中心育人成果一：培养了大批高素质的人才。

中心已累计招收并培训了十一届共计2919名学生。

其中，394名学生参与了各类创新项目的申报和实施，完成项目共计108项；3544名学生参加各类学科竞赛，1835名学生获奖，参赛项目共计107项。

中心育人成果二：培训学生科研能力突出。

中心学生已累计发表科技论文27篇；获湖北省大学生优秀科研成果一等奖2项，二等奖15项、三等奖20项；申报发明专利9项；获批实用型专利8项。

2010年TI杯模拟电子系统设计竞赛江苏赛区评奖结果公示

全国大学生电子设计竞赛—2010年TI杯模拟电子系统设计竞赛评奖结果公示
学校常熟理工学院常熟理工学院常熟理工学院常熟理工学院常熟理工学院常熟理工学院常州大学常州大学常州大学常州大学常州大学常州大学常州工程职业技术学院常州工学院常州工学院常州轻工职业技术学院常州轻工职业技术学院常州信息职业技术学院东南大学东南大学东南大学东南大学东南大学东南大学东南大学东南大学东南大学东南大学东南大学东南大学东南大学东南大学东南大学东南大学东南大学东南大学东南大学东南大学东南大学东南大学东南大学东南大学东南大学东南大学学生姓名杨小卫蔡华林陈家祖朱进华倪叶杰李刚张雪松陆从杭王骞盛金华李宇佳刘健王凯伏智超蔡旭李红飞刘雷礼吴绍才文宸宇丁解黄强贾成伟蒋骏宁汤旭婷胡宇星邢莉娜邱韵如朱洒黄建凡李涛杨骋张雪皎周明军洪立俊缪小龙刘巍何金果林艺文周玲赵媛媛刘宏马牟学恺黄菲邵梦超陈奇徐祥吴沛张崇光郑杰杨川石祥虎顾钦钦谭加源王保岛南玮健陈跃中常尚尚陈晶晶周峰采克岭杨肖肖袁良俊周佩佩张帆许辛达陈东杰马朔昕李飞江彬吴靖王颖何栋辉叶晗支豪张遥宏刘春毅于冰翁俊杰倪大海李腾张林鲁豫杰谢荣平袁亚云孙元叶展王功张子龙付德祥全雷旺钱丽芬季海燕翟刘佳周一汛宋长加李涛冯璨刘波吴非陈明刘立春轩岩吕朋蓬周田周冬冬曹悦任洁颉宇川孙晨刘锡仑团哲恒温凯高雪林刘瀚文印俊陈玉伟陆书芳周倩李奇维郭宏伟汤之昊卢培卢庆博袁艺青李慧刘梦星孙小凯陈实王凯悦黄城黄滔丁徐锴选题

2010年TI杯模拟电子系统专题邀请赛试题-信号波形合成实验电路(C题)

全国大学生电子设计竞赛2010年TI杯模拟电子系统专题邀请赛试题信号波形合成实验电路（C题）学生姓名学生姓名学生姓名指导教师二Ｏ一Ｏ年八月二十五日全国大学生电子设计竞赛2010年TI 杯模拟电子系统专题邀请赛试题信号波形合成实验电路（C 题）摘要：本设计采用CPLD 可编程逻辑器件经过分频计数产生相互关系固定的10KHz ，30KHz ，50KHz 方波，然后分别通过巴特沃斯低通滤波器（50KHz 使用的是带通滤波器）把三种方波的基波提取出来，产生相位关系确定的10KHz ，30KHz ，50KHz 正弦波；利用全通滤波电路作为移相器，把三种正弦波相位差调为0，以备下面的方波与三角波合成；根据方波与三角波的傅里叶级数展开关系分别制作两个加法器用以合成方波和三角波；关键字：信号合成；有源滤波；傅里叶级数一系统方案1.1 系统方案比较1.1.1 方波振荡电路及滤波电路方案论证方案一：用555定时器构成多谐振荡器产生10KHz 方波，或者用MSP430单片机自带定时器产生10KHz 方波，然后用带通滤波电路把10KHz 方波中的10KHz 基波和各次谐波（30KHz ，50KHz ）提取出来，这样提取出来的正弦波相位关系确定，适合于方波、三角波的合成；但是应用带通滤波电路把三次、五次谐波提取出来需要窄带带宽的带通滤波器，这样就需要高Q 值的带通滤波器，这是不易实现的；并且相同的窄带带宽，谐波次数越高，Q 值越大，例如带宽bw f =1KHz ，基波10KHz 正弦波需要Q=bwf f 0=10，30KHz 三次谐波Q=30，50KHz 五次谐波需要Q=50。

方案二：用多个555定时器构成的多谐振荡器产生分别10KHz ，30KHz ，50KHz 的方波，然后用低通滤波电路分别把各自的基波提取出来，产生10KHz ，30KHz ，50KHz 正弦波，但是这样的正弦波相位关系不确定，不能用于合成方波三角波。

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宽带放大器（A题）
一、任务
设计制作一个5V单电源供电的宽带低噪声放大器，输出为50Ω阻性负载。

二、要求
1．基本要求
（1）限定采用高速运算放大器OPA820ID作为第一级放大电路，THS3091D 作为末级放大电路，利用DC-DC变换器TPS61087DRC为末级放大电
路供电；
（2）放大器电压增益≧40dB(100倍)，并尽量减小带内波动；
（3）在最大增益下，放大器下限截止频率不高于20Hz，上限截止频率不低于5MHz；
（4）在输出负载上，放大器最大不失真输出电压峰峰值≥10V。

2．发挥部分
（1）在达到40dB电压增益的基础上，提高放大器上限截止频率，使之不低于10MHz；
（2）尽可能降低放大器的输出噪声；
（3）放大器输入为正弦波时，可测量并数字显示放大器输出电压的峰峰值和有效值，输出电压（峰峰值）测量范围为0.5～10V，测量相对误差小于
5%；
（4）其他。

三、评分标准
点光源跟踪系统（B 题）
一、任务
设计并制作一个能够检测并指示点光源位置的光源跟踪系统，系统示意图如图1所示。

光源B 使用单只1W 白光LED ，固定在一支架上。

LED 的电流能够在150～350mA 的范围内调节。

初始状态下光源中心线与支架间的夹角θ约为60º，光源距地面高约100cm ，支架可以用手动方式沿着以A 为圆心、半径r 约173cm 的圆周在不大于±45º的范围内移动，也可以沿直线LM 移动。

在光源后3 cm 距离内、光源中心线垂直平面上设置一直径不小于60cm 暗色纸板。

光源跟踪系统A 放置在地面，通过使用光敏器件检测光照强度判断光源的位置，并以激光笔指示光源的位置。

图1
光源跟踪系统示意图
二、要求
1．基本要求
（1）光源跟踪系统中的指向激光笔可以通过现场设置参数的方法尽快指向点光源；
（2）将激光笔光点调偏离点光源中心30cm时，激光笔能够尽快指向点光源；
（3）在激光笔基本对准光源时，以A为圆心，将光源支架沿着圆周缓慢（10~15秒内）平稳移动20º（约60cm），激光笔能够连续跟踪指向LED点光源；2．发挥部分
（1）在激光笔基本对准光源时，将光源支架沿着直线LM平稳缓慢（15秒内）移动60cm，激光笔能够连续跟踪指向光源。

（2）将光源支架旋转一个角度β（≤20º），激光笔能够迅速指向光源。

（3）光源跟踪系统检测光源具有自适应性，改变点光源的亮度时（LED驱动电流变化±50mA），能够实现发挥部分（1）的内容；
（4）其他。

三、说明
1．作为光源的LED的电流应该能够调整并可测量；
2．测试现场为正常室内光照，跟踪系统A不正对直射阳光和强光源；3．系统测光部件应该包含在光源跟踪系统A中；
4．光源跟踪系统在寻找跟踪点光源的过程中，不得人为干预光源跟踪系统的工作；
5．除发挥部分（3）项目外，点光源的电流应为300±15m A；
6．在进行发挥部分（3）项测试时，不得改变光源跟踪系统的电路参数或工作模式；
四、评分标准
信号波形合成实验电路（C题）
一、任务
设计制作一个电路，能够产生多个不同频率的正弦信号，并将这些信号再合成为近似方波和其他信号。

电路示意图如图1所示：
图1 电路示意图
二、要求
1．基本要求
（1）方波振荡器的信号经分频与滤波处理，同时产生频率为10kHz和30kHz 的正弦波信号，这两种信号应具有确定的相位关系；
（2）产生的信号波形无明显失真，幅度峰峰值分别为6V和2V；
（3）制作一个由移相器和加法器构成的信号合成电路，将产生的10kHz和30kHz正弦波信号，作为基波和3次谐波，合成一个近似方波，波形幅
度为5V，合成波形的形状如图2所示。

图2 利用基波和3次谐波合成的近似方波
2．发挥部分
（1）再产生50kHz的正弦信号作为5次谐波，参与信号合成，使合成的波形更接近于方波；
（2）根据三角波谐波的组成关系，设计一个新的信号合成电路，将产生的10kHz、30kHz等各个正弦信号，合成一个近似的三角波形；
（3）设计制作一个能对各个正弦信号的幅度进行测量和数字显示的电路，测量误差不大于 5％；
（4）其他。

三、评分标准。