2011全国电子大赛试题B
2011全国大学生电子设计竞赛上海赛区获奖名单(本科)
上海交通大学 上海交通大学 上海大学 上海交通大学 上海海事大学 复旦大学 同济大学 上海大学 上海海事大学 上海应用技术学院 东华大学 上海工程技术大学 华东理工大学 华东理工大学 上海海事大学 上海海事大学 上海大学 上海应用技术学院 上海交通大学 上海交通大学 上海交通大学 上海大学 上海大学 上海交通大学 上海理工大学 上海交通大学 上海交通大学 上海大学 上海大学 上海大学 上海应用技术学院 上海师范大学 上海建桥学院 华东师范大学 上海工程技术大学 上海交通大学 上海工程技术大学 上海应用技术学院 上海师范大学 上海师范大学 上海大学 上海师范大学 上海大学 上海理工大学 华东理工大学
傅翀 李铎 段兴 金至卓 娄碧辉 许怿文 郭留杰 万晨坤 孙传奇 高雷 许轩 吴逸 王晓强 周昆 郑孝常 梁凯 陈晓 黄天驰 高建南 陆李阳 周佳 顾雯倩 吴梦云 楼亦厦 谭金良 葛志邦 田震震 龚辉 刘诗佳 姚思韡 彭国杰 田晓婕 孙涛 任成磊 周闻乾 严言 顾昊金 侯志勇 伏雪 朱佳君 杨超 胡从洋 唐英斌 李栋 马箐璘
上海师范大学 华东师范大学 上海大学 上海大学 同济大学 同济大学 上海应用技术学院 上海海事大学 上海理工大学 上海大学 上海第二工业大学 上海第二工业大学 上海交通大学 上海工程技术大学 上海电力学院 上海交通大学 上海海事大学 上海师范大学 华东师范大学 上海理工大学 华东师范大学 上海海事大学 上海交通大学 上海师范大学 上海第二工业大学 上海应用技术学院 上海电力学院 华东师范大学 上海第二工业大学 上海工程技术大学 华东师范大学 同济大学 上海海事大学 上海理工大学 上海海事大学 上海海事大学 上海工程技术大学 上海应用技术学院 上海第二工业大学 上海应用技术学院 上海师范大学 上海海事大学 上海建桥学院 上海海事大学
2011年全国大学生电子设计竞赛综合测评题论文设计报告材料
放大器的应用[摘要]集成运放裨上是一种高增益直流放大、直流放大器既能放大变化极其缓慢的直流信号，下限频率可到零；又能放大交流信号，上限频率与普通放大器一样，受限于电路中的电容或电感等电抗性元器件。
集成运放和外部反应网络相配置后，能够在它的输出和输入之间建立起种种特定的函数关系，故而称它为“运算〞放大器。
本课程设计的根本目标：使用一片通用四运放芯片LM324组成预设的电路，电路包括三角波产生器、加法器、滤波器、比拟器四个设计模块，每个模块均采用一个运放与一定数目的电容、电阻搭建，通过理论计算分析，最终实现规定的电路要求。
[关键词]运算放大器LM324、加法器、滤波器、比拟器目录一、设计任务2二、设计方案与比拟31. 三角波产生器42. 加法器53. 滤波器54. 比拟器6三、电路设计与理论分析7四、电路仿真结果与分析121.U端口121o2.U端口131i3.U端口132i4.U端口14o25.U端口143o五、总结15一、设计任务使用一片通用四运放芯片LM324 组成电路框图见图1〔a 〕，实现下述功能： 使用低频信号源产生Hz f V t f u i 500)(2sin 1.0001==π的正弦波信号， 加至加法器的输入端，加法器的另一输入端参加由自制振荡器产生的信号1o u ，1o u 如图1〔b 〕所示,1T =0.5ms ，允许1T 有±5%的误差。
图中要求加法器的输出电压11210o i i u u u +=。
2i u 经选频滤波器滤除1o u 频率分量，选出0f 信号为2o u ,2o u 为峰峰值等于9V 的正弦信号，用示波器观察无明显失真。
2o u 信号再经比拟器后在1k Ω 负载上得到峰峰值为2V 的输出电压3o u 。
电源只能选用+12V 和+5V 两种单电源，由稳压电源供应。
不得使用额外电源和其它型号运算放大器。
要求预留1i u 、2i u 、2o u 、2o u 和3o u 的测试端子。
2011全国电子设计大赛题目
全国大学生电子设计大赛题目共有四题大家选着其一A题瞬态响应测试仪【本科组】一、任务要求采用指定的FPGA实验平台（含EXCD-1开发板）设计一个二阶系统动态响应测试仪，系统组成框图如图1：图 1二、要求1. 基本部分(1)设计并制作保证二阶系统正常工作所需要的一组±12V直流电源及FPGA 实验平台供电电源。
(2)安装并调试好图2所示的二阶电路系统。
(3)设计并制作输出1V的直流阶跃信号源，要求阶跃信号的上升时间小于0.5uS,输出直流信号电压的值在1±0.1V内。
(4)当给该二阶系统加入1V的阶跃信号时，显示并测量二阶系统的动态响应峰值时间tp，测量误差小于5%。
(5)显示并测量二阶系统的超调量σp，测量误差小于5%。
(6)显示并测量二阶系统的调节时间ts(取δ为±2%)，测量误差小于5%。
2. 发挥部分(1)要求直流信号源输出0.5V～1.5V步进可调，步进大小为0.1V。
(2) 要求显示二阶系统瞬态响应曲线。
（3）进一步提高测量二阶系统性能指标的精度。
(4) 利用FPGA端口，设计一单脉冲信号源，要求脉冲宽度为0.1uS~1000uS范围内可任意设置。
（可不考虑脉冲源的带负载能力大小）(5) 利用FPGA设计一个频率为100kHz，要求误差小于2%；幅值为2±0.1V的三角波信号。
(6)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10 完成第（2）项10 完成第（3）项 5完成第（4）项 10完成第（5）项10完成第（6）项 5说明：1、有关二阶系统的知识请参阅有关教材内容。
2、实现该测试仪器必须采用组委会指定的EXCD—1可编程片上系统开发板。
3、被测试的二阶系统的电路如图2所示。
图 24、关于二阶系统瞬态参数的定义：（1）峰值时间tp：从施加阶跃信号开始，二阶系统输出到达最大值所需要的时间。
2011电子设计大赛综合测试题[大全]
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2011电子设计大赛综合测试题[大全]第一篇：2011电子设计大赛综合测试题[大全]2011全国大学生电子设计竞赛综合测评题使用一片lm324实现下述功能1）使用低频信号源产生ui1=0.1sin2πf0t(v),f0=500hz 的正弦信号，加至加法器的输入端，加法器的另一端输入端加入自由自制振荡器产生的三角波信号uol,它的峰值为2v、Ti=0.5ms，准许有正负百分之五的误差。
2）加法器要求输出电压ui2=10uil+uol。
ui2经过选频滤波器滤除uo1频率分量，选出f0信号为uo2,uo2为峰峰值9v的正弦信号，用示波器观察无明显失真。
uo2信号再经过比较器后在1k欧姆电阻负载上得到峰峰值为2v的输出电压uo3.。
比较器的另一端是三角波发生器出来的信号uo1.3）电源要求只能选择正12v、正5v两种单电源，由稳压电源供给。
不得用额外电源和运算放大器。
4）预留ui1ui2uo1uo2uo3 测试端子参加综测感受：评委很不公平与不理解学生！第一步三角波要是产生不了他们会认为你整个系统有问题，以后的测试都没用！不给你测试的机会！评委急着测试完回家吃饭！没耐心等你那么多！要知道，我们每个可爱的同学很多都是中秋节在旅店看着苦闷的数模电书过去的！！有很多队伍第一步三角波做的有问题，但是他们都没有放弃比赛！毕竟为这个比赛日日夜夜付出了太多，所以接着会用函数发生器输出三角波给后面加法器、滤波器继续做下去，这种精神是值得每个人赞赏的。
但是！评委会认为：第一步都没完成后面电路怎么实现？！如果你做出了满足要求的独立的滤波电路或者加法器比较器，但是要是不跟前后连接导线的话，他们会认为你这不叫系统！没资格测试下去！就这样，用了好几个小时做的加法器、滤波器、电压比较器就被伟大的评委专家们扼杀了！还有，规则明确规定不准自带元件，但是sylg大学自带了稳压管并且用上了，某些伟大的评委居然夸奖说这是一个办法，虽然会扣些分，但是比那些没做出来的强。
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。
2011全国电赛A题
2011年全国大学生电子设计竞赛试题开关电源模块并联供电系统（A题）【本科组】一、任务设计并制作一个由两个额定输出功率均为16W的8V DC/DC模块构成的并联供电系统（见图1）。
图1 两个DC/DC 模块并联供电系统主电路示意图二、要求1.基本要求（1）调整负载电阻至额定输出功率工作状态，供电系统的直流输出电压UO=8.0±0.4V。
（2）额定输出功率工作状态下，供电系统的效率不低于60% 。
（3）调整负载电阻，保持输出电压UO=8.0±0.4V，使两个模块输出电流之和IO =1.0A且按I1:I2=1:1 模式自动分配电流，每个模块的输出电流的相对误差绝对值不大于5%。
（4）调整负载电阻，保持输出电压UO=8.0±0.4V，使两个模块输出电流之和IO =1.5A且按I1:I2= 1:2 模式自动分配电流，每个模块输出电流的相对误差绝对值不大于5%。
2. 发挥部分（1）调整负载电阻，保持输出电压UO=8.0±0.4V，使负载电流IO在 1.5~3.5A 之间变化时，两个模块的输出电流可在（0.5~2.0）范围内按指定的比例自动分配，每个模块的输出电流相对误差的绝对值不大于2%。
（2）调整负载电阻，保持输出电压UO=8.0±0.4V，使两个模块输出电流之和IO =4.0A且按I1:I2=1:1 模式自动分配电流，每个模块的输出电流的相对误差的绝对值不大于2%。
（3）额定输出功率工作状态下，进一步提高供电系统效率。
（4）具有负载短路保护及自动恢复功能，保护阈值电流为4.5A（调试时允许有±0.2A的偏差）。
（5）其他。
四、说明（1）不允许使用线性电源及成品的DC/DC 模块。
A-3（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。
2011年全国大学生电子设计竞赛综合测评题报告
2
2.加法器
①此电路为反相求和电路 Ui2=-(10Ui1+Uo1) ②R5 和 R6 构成补偿电阻。
Ui2=-R4(Uo1/R2+Ui1/R3) 代 入 电 路 参 数
3
3.滤波器
①三角波的傅里叶级数
x(t)
A
-T0/2
T0/2
t
x (t ) 的一个周期中， x(t ) 可表示为 在
由于
x (t ) 为偶函
T 2 R3C ln(1 2 R1 ) R2
在电路中
RP 1
R2
是
RP 1
，我们取
R1
=10k ，峰值为 2V ， Vcc=6V ，
UT
=1/3Vcc 所以
=0~50k 就可以了。C 我们选 104(0.1nF)，振荡周期为 0.5ms，
2 R1 ) R2
根据
T 2 R3C ln(1
10
4.滞回比较器
门限设置为 3V，比较取来是是一个 不等脉宽的方波。
11
四、电路实际结果及分析
六参考文献信号波形合成实验电路设计基于nimultisim10的函数发生器设计与仿真基于集成运算放大器及差分放大器的函数发生器设计与实现邬玉波多波形函数发生器设计教学研究proteus在电子实验教学中的应用研究刘伟proteus在单片机教学中的应用电子工艺技术与实践林海汀电子线路设计实验测试第5
《电子线路设计》课程设计报告
T0 A A t ( ≤ t ≤ 0) T0 2 2 x(t ) T A A t (0 ≤ t ≤ 0 ) T0 2 2
数，故正弦分量
4
幅值
bn 0 ， 常值分量
2011年全国大学生电子设计竞赛综合测评题论文报告
放大器的应用[摘要]集成运放裨上是一种高增益直流放大、直流放大器既能放大变化极其缓慢的直流信号，下限频率可到零；又能放大交流信号，上限频率与普通放大器一样，受限于电路中的电容或电感等电抗性元器件。
集成运放和外部反馈网络相配置后，能够在它的输出和输入之间建立起种种特定的函数关系，故而称它为“运算”放大器。
本课程设计的基本目标：使用一片通用四运放芯片LM324组成预设的电路，电路包括三角波产生器、加法器、滤波器、比较器四个设计模块，每个模块均采用一个运放及一定数目的电容、电阻搭建，通过理论计算分析，最终实现规定的电路要求。
[关键词]运算放大器LM324、加法器、滤波器、比较器目录一、设计任务 (3)二、设计方案及比较 (4)1. 三角波产生器 (4)2. 加法器 (5)3. 滤波器 (5)4. 比较器 (7)三、电路设计及理论分析 (7)四、电路仿真结果及分析 (12)1.U端口 (12)1o2.U端口 (13)1i3.U端口 (13)2i4.U端口 (14)2o5.U端口 (14)3o五、总结 (15)一、设计任务使用一片通用四运放芯片LM324 组成电路框图见图1（a ），实现下述功能： 使用低频信号源产生Hz f V t f u i 500)(2sin 1.0001==π的正弦波信号， 加至加法器的输入端，加法器的另一输入端加入由自制振荡器产生的信号1o u ，1o u 如图1（b ）所示,1T =0.5ms ，允许1T 有±5%的误差。
图中要求加法器的输出电压11210o i i u u u +=。
2i u 经选频滤波器滤除1o u 频率分量，选出0f 信号为2o u ,2o u 为峰峰值等于9V 的正弦信号，用示波器观察无明显失真。
2o u 信号再经比较器后在1k Ω 负载上得到峰峰值为2V 的输出电压3o u 。
电源只能选用+12V 和+5V 两种单电源，由稳压电源供给。
不得使用额外电源和其它型号运算放大器。
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B-1
2011 年全国大学生电子设计竞赛试题
参赛注意事项
（1）2011 年8 月31 日8:00 竞赛正式开始。
本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选
一题；
高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。
（2）参赛队认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。
（3）参赛者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（如学生证）随时备查。
（4）每队严格限制3 人，开赛后不得中途更换队员。
（5）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。
（6）2011 年9 月3 日20:00 竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存。
基于自由摆的平板控制系统（B 题）
【本科组】
一、任务
设计并制作一个自由摆上的平板控制系统，其结构如图1 所示。
摆杆的一端通过转轴固定在一支架上，另一端固定安装一台电机，平板固定
在电机转轴上；当摆杆如图2 摆动时，驱动电机可以控制平板转动。
电机
平板
摆杆
固定支架
转轴
θ
电机转轴
6cm
10cm
100cm
电线
硬币
图1 图2
B-2
二、要求
1．基本要求
（1）控制电机使平板可以随着摆杆的摆动而旋转（3~5 周），摆杆摆一个周期，平板旋转一周（360º），偏差绝对值不大于45°。
（2）在平板上粘贴一张画有一组间距为1cm 平行线的打印纸。
用手推动摆杆至一个角度θ（θ在30º～45º间），调整平板角度，在平板中心稳
定放置一枚1 元硬币（人民币）；启动后放开摆杆让其自由摆动。
在摆
杆摆动过程中，要求控制平板状态，使硬币在5 个摆动周期中不从平
板上滑落，并尽量少滑离平板的中心位置。
（3）用手推动摆杆至一个角度θ（θ在45º～60º间），调整平板角度，在平板中心稳定叠放8 枚1 元硬币，见图2；启动后放开摆杆让其自由
摆动。
在摆杆摆动过程中，要求控制平板状态使硬币在摆杆的5 个摆
动周期中不从平板上滑落，并保持叠放状态。
根据平板上非保持叠放
状态及滑落的硬币数计算成绩。
2．发挥部分
（1）如图3 所示，在平板上固定一激光笔，光斑照射在距摆杆150cm 距离
处垂直放置的靶子上。
摆杆垂直静止且平板处于水平时，调节靶子高
度，使光斑照射在靶纸的某一条线上，标识此线为中心线。
用手推动
摆杆至一个角度θ（θ在30º～60º间），启动后，系统应在15 秒钟内
控制平板尽量使激光笔照射在中心线上（偏差绝对值＜1cm），完成时
以LED 指示。
根据光斑偏离中心线的距离计算成绩，超时则视为失败。
θ
20cm
100cm
150cm
激光笔
图3
B-3
（2）在上述过程完成后，调整平板，使激光笔照射到中心线上（可人工协
助）。
启动后放开让摆杆自由摆动；摆动过程中尽量使激光笔光斑始终
瞄准照射在靶纸的中心线上，根据光斑偏离中心线的距离计算成绩。
（3）其他。
三、说明
1．摆杆可以采用木质、金属、塑料等硬质材料；摆杆长度（固定转轴至电机轴的距离）为100 cm±5cm；摆杆通过转轴固定在支架或横梁上，并能够
灵活摆动；将摆杆推起至θ=30º处释放后,摆杆至少可以自由摆动7 个周期以上。
摆杆不得受重力以外的任何外力控制。
2．平板的状态只能受电机控制。
平板的长宽尺寸为10c m×6cm，可以采用较
轻的硬质材料；不得有磁
性；表面必须为光滑的硬
质平面；不得有凸起的边
沿；倾斜一定角度时硬币
须能滑落。
平板承载重量
不小于100g。
3．摆动周期的定义：摆杆被
释放至下一次摆动到同侧
最高点。
4．摆杆与平板部分电路可以用软质导线连接，但必须不影响摆杆的自由摆动。
5．在完成基本要求部分工作时，需在平板上铺设一张如图4 所示画有一组间距为1cm 平行线的打印纸（10c m×6cm），平行线与电机转轴平行。
6．非保持叠放状态硬币数为接触平板硬币数减1。
接触平板硬币数的定义参
图5-1 中接触平板硬币数为1；图5-2 中接触平板硬币数为2；图5-3 中接
触平板硬币数为3。
7．在完成发挥部分工作时，需要在平板上固定安装一激光笔。
激光笔的照射
方向垂直于电机转轴。
激光笔的光斑直径不大于5mm。
需在距摆杆150cm
处设置一高度可以调整的目标靶子，靶子上粘贴靶纸（A4 打印纸），靶纸
上画一组间距为1cm 的水平平行线。
测试现场提供靶子，也可自带。
-5 0 +5
B-4
8．题目要求的各项工作中，凡涉及推动摆杆至某一位置并准备开始摆动时，允许手动操作启动工作，亦可自动启动工作。
一旦摆杆开始自由摆动，不
得再人为干预系统运行。
9．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
项目主要内容满分
系统方案方案比较与选择，系统结构4
理论分析与计算平板状态测量方法
建模与控制方法
6
电路与程序设计电路设计
程序结构与设计5
测试方案与测试结
果
测试方案
测试结果及分析
3
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
2
总分 20
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 30
其他 10
总分 50__。