2016年南华大学电子设计大赛校内公开选拔赛题目（共四题）

2016年南华大学电子设计大赛校内公开选拔赛题目（共四题）

题目A：数字多用表

一、设计任务

设计并制作一台数字多用表，测量示意图如图1所示。

图1 示意图

二、要求

1、基本要求

（1）真有效值电压测量：可测量频率范围在0Hz～10kHz频率范围的单频信号或合成信号的电压有效值，测量相对误差≤0.5%＋最低位2个字。

（2）测量量程：分20 mV、200mV、2V三档，可用手动切换量程。

（3）测量结果显示：采用LED或LCD显示十进制数字，四位半数显（00000－19999）。

（4）输入电阻≥100kΩ。

（5）具有输入过压保护功能。

（6）单电源供电，供电电源电压9V。

2、提高部分

（1）真有效值电压测量中扩展频率测量范围为0Hz～1MHz。

（2）增加电流真有效值测量功能。

（3）增加有功功率、无功功率和功率因数的测量功能。

（4）增加电压平均值测量功能。

（5）电压真有效值测量误差降低为0.1%＋最低位2个字。

（6）自动量程切换功能。

三、评分标准

题目B：电流源

一、设计任务

设计并制作一台电流源。

图1 示意图

二、要求

1、基本要求

（1）设计一个能输出0～2A范围的电流源，步进电流10mA。

（2）测量精度不低于2%。

（3）使用12 ~50欧姆的功率电阻做负载，要求输出电流调整率不低于1%。

（4）具有输出电流过流保护功能。

（5）使用TI公司的控制器。

2、提高部分

（1）扩展电流输出范围为0～2.5A，步进电流1mA。

（2）测量精度不低于1%。

（3）使用10 ~100欧姆的功率电阻做负载，要求输出电流调整率不低于0.2%。

（4）输出具有缺载保护功能。

三.评分标准

四．说明

（1）直流电源可以自制或使用实验室直流电源。

（2）使用五位半的万用表测量。

（3）负载电阻及功率器件需要考虑散热，能工作10分钟以上。

题目C：宽带放大器

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）放大器电压增益≧40dB(100倍)，并尽量减小带内波动；

（2）放大器的输入电阻不小于50Ω，增益可在0~40dB范围手动连续可调；

（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

设计 报告	项目			分数
	系统方案			4
	理论分析与计算			3
	电路与程序设计			6
	测试方案与测试结果			4
	设计报告结构及规范性			3
	小计			20
基本 要求	完成第（1）项			12
	完成第（2）项			10
	完成第（3）项			18
	完成第（4）项			10
小计				50
发挥 部分		完成第（1）项 完成第（2）项 完成第（3）项 完成第（4）项	10
小计			50
总分			120

题目D:电动消防车

一、任务

设计制作一个电动消防车，能到消防场地任意地点进行灭火作业。以蜡烛模拟火源，火源随机分布在场地中，消防场地如图1所示，车库里放置一个LED光源用于帮助消防车定位车库的位置，也可以通过图中的黑线识别车库的位置。

图1 消防场地示意图

二、要求

1.基本要求

（1）在场地中随机放置一只蜡烛。消防车从车库启动，计时开始，消防车同时发出出库声音提示。消防车从车库出口驶出车库，自动行走到距离火源10cm以内区域，发出火警声音提示，停车3秒钟。

（2）消防车执行灭火工作，灭火完毕后，发出火灭声音提示。

（3）消防车经由车库出口自动返回到车库，停稳后，发出返库声音提示，计时结束。

（4）上述过程用时尽可能少。

2.发挥部分

（1）在场地中随机放置三只蜡烛。消防车从车库启动，计时开始，消防车同时发出出库声音提示。消防车从车库出口驶出车库。

（2）消防车能够找到一个火源，并自动行走到距离火源10cm以内区域，发出火警声音提示，停车3秒钟。然后消防车执行灭火工作，灭火完毕后，发出火灭声音提示。

（3）再寻找下一个火源，重复过程（2），直到三个火源都被扑灭。

（4）扑灭三个火源后，消防车经由车库出口自动返回到车库，停稳后，发出返库声音提示，计时结束。

（5）上述过程用时尽可能少。

（6）其他。

三、说明

1. 消防场地为白色背景，尺寸为180cm×120cm。按图中位置配置黑色线条，线条宽度为1.7cm±30%。但场地边界不允许配置线条。场地内外均不允许再设置任何其他的引导措施。

2. 障碍物为白色，尺寸为：长×宽×高=56cm×15cm×15cm，障碍物必须按图对称牢固固定在场地上，位置如图1所示。消防车运行过程中，不允许碰到障碍物，否则扣分。

3. 车库地面为红色，车库尺寸为30cm×30cm。出发前，要求车的整体在车库内；返库时，车头向里或向外自定，车的整体应在车库内，否则扣分。

4. 车的长宽高分别不大于25cm、25cm、25cm，电池供电，在一次测试中不允许更换电池。

5. 如果消防车车身整体驶出消防场地，则终止测试。如果消防车部分车体驶出消防场地超过10秒不能自动完全返回，则终止测试。

6. 蜡烛直径不小于12mm，高度5~20cm，灭火方式不限（但不允许喷洒液体等弄脏场地或影响消防车运行和测试的物质）。灭火时每次只允许扑灭一个蜡烛，多灭扣分。消防车运行过程中碰倒未扑灭蜡烛停止测试，碰倒已灭蜡烛扣分。

7. 在消防车发出火警声音提示前，禁止灭火作业，在发出火灭提示音的同时，即停止灭火作业，否则不予测试。

8. 在测试过程中如果出现失误，允许消防车重新运行一次。

9. 按照灭火过程中功能的完成情况和完成时间来计算成绩。

10.出库声音、返库声音、火警声音、火灭等声音提示是消防车各种功能和计时的确认信号，音量要足够大。

四、评分标准

	项 目	满分
设计报告	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。	20
基本要求	完成第（1）项	10
	完成第（2）项	10
	完成第（3）项	15
	完成第（4）项	15
	小计	50
发挥部分	完成第（2）项	5
	完成第（3）项	10
	完成第（4）项	15
	完成第（5）项	15
	完成第（6）项	5
	小计	50
总分		120

附件： 竞赛题目,作品提交表