2018年TI杯大学生电子设计竞赛题H-简易功率测量装置
2018年TI杯大学生电子设计竞赛题
2018年TI杯大学生电子设计竞赛A题：电流信号检测装置（本科）1．任务如图1所示，由任意波信号发生器产生的信号经功率放大电路驱动后，通过导线连接10Ω电阻负载，形成一电流环路；设计一采用非接触式传感的电流信号检测装置，检测环路电流信号的幅度及频率，并将信号的参数显示出来。
图1 电流信号检测连接图2．要求（1）设计一功率放大电路，当输入正弦信号频率范围为50Hz~1kHz时, 要求流过10Ω负载电阻的电流峰峰值不小于1A，要求电流信号无失真。
（25分）（2）用漆包线绕制线圈制作电流传感器以获取电流信号；设计电流信号检测分析电路，测量并显示电流信号的峰峰值及频率。
（15分）（3）被测正弦电流峰峰值范围为10mA~1A，电流测量精度优于5%，频率测量精度优于1%。
（25分）（4）任意波信号发生器输出非正弦信号时，基波频率范围为50Hz~200Hz，测量电流信号基波频率，频率测量精度优于1%；测量基本及各次谐波分量的幅度（振幅值），电流谐波测量频率不超过1kHz，测量精度优于5%。
（25分）（5）其他。
（10分）（6）设计报告（20分）项目主要内容满分系统方案方案描述、比较与选择 4理论分析与计算电流测量方法谐波分量测量方法5 电路设计电路设计 5测试方案与测试结果测试方案测试结果完整性测试结果分析4设计报告结构及规范性摘要、报告正文结构、公式、图表的完整性和规范性2 总分203．说明（1）为提高电流传感器的灵敏度，可用用漆包线在锰芯磁环上绕制线圈，制作电流传感器。
（2）在锰芯磁环上绕N2匝导线，将流过被测电流的导线从磁环中穿过（N1=1），构成电流传感器。
2018年TI 杯大学生电子设计竞赛B 题：灭火飞行器（本科）1．任务基于四旋翼飞行器设计一个灭火飞行器（简称飞行器）。
飞行器活动区域示意图如图1所示。
在图1中，左下方的圆形区域是飞行器起飞及降落点；右侧正方形区域是灭火防区，防区中有4个用红色LED 模拟的火源（火源用单只0.5W 红色发光二极管来实现，建议LED 电流不超过25mA ）。
TI杯大学生电子设计竞赛
TI 杯大学生电子设计竞赛无线运动传感器节点设计（A 题）1.任务基于TI 模拟前端芯片ADS1292 和温度传感器LMT70 设计制作无线运动传感器节点，节点采用电池供电，要求能稳定采集和记录使用者的心电信息、体表温度和运动信息。
2.要求（1）基于ADS1292 模拟前端芯片设计心电检测电路，完成使用者的心电信号实时测量，要求：（30 分）①实时采集和记录使用者的心电信号，实现动态心电图的测试与显示；②分析计算使用者的心率，心率测量相对误差不大于5%。
（2）基于LMT70 温度传感器测量使用者体表温度，要求：（20 分）①实时采集和记录使用者的体表温度，温度采样率不低于10 次/分钟；②体表温度测量误差绝对值不大于2℃。
（3）基于加速度计等传感器检测使用者运动信息，实现运动步数和运动距离的统计分析，要求：（20 分）①运动距离记录相对误差不大于10%；②运动步数记录相对误差不大于5%。
（4）无线运动传感器节点能通过无线上传使用者的基本心电信号、体表温度和运动信息，并在服务器（手机）端实时显示动态心电图、体表温度和运动信息，要求传输时延不大于1 秒。
（25 分）（5）其他。
（5 分）（6）设计报告。
（20 分）3.说明（1）作品进行心电信号测试时，可以通过直接输入心电信号模拟器进行校准，在确认作品达到题目要求的测量精度后，再对具体的使用者进行心电信号测试。
目前市面上有多种心电信号模拟器产品，各赛区可以自行选择心电信号模拟器作为标准信号，对作品进行测试。
（2）作品设计中进行体表温度测量的温度传感器LMT70，需要使用引线连接并裸露在外，便于测试。
在进行测试校验和实测时，可以通过使用标准体温计来测量使用者掌心温度，与本作品测量使用者掌心温度来进行比对。
（3）本作品测量的使用者运动信息，可以通过使用者在标定5 米长的直线上来回运动进行测试，统计运动步数和运动距离。
（4）本作品的无线运动传感器节点需要实现无线上网、上传节点传感数据到服务器中，然后在服务器中实现数据管理和数据显示。
2018年TI杯大学生电子设计竞赛题C无线充电电动小车
2018年TI杯大学生电子设计竞赛题C-无线充电电动小车2018年TI杯大学生电子设计竞赛题C无线充电电动小车1. 任务设计并制作一个无线充电电动车，包括无线充电装置一套。
电动小车机械部分可采用成品四轮玩具车改制。
外形尺寸不大于30cm;26cm，高度重量不限。
2．要求（1）制作一套无线充电装置，其发射器线圈放置在路面。
发射器采用具有恒流恒压模式自动切换的直流稳压电源供电，供电电压为5V，供电电流不大于1A。
无线充电接收器安装在小车底盘上。
每次充电时间限定1分钟。
（10分）（2）制作一个无线充电电动车。
电动车使用适当容量超级电容（法拉电容）储能，经DCDC变换给电动车供电。
车上不得采用电池等其他储能供电器件。
（10分）（3）充电1分钟后，当电动车检测到无线充电发射器停止充电时，立即自行启动，向前水平直线行驶，直至能量耗尽，行驶距离不小于1m。
（20分）（4）充电1分钟后，电动车沿倾斜木工板路面直线爬坡行驶，路面长度不大于1m，斜坡倾斜角度θ自定。
综合多方因素设计，使电动车在每次充电1分钟后，电动车爬升高度h=lsinθ最大。
式中l为小车直线行驶的距离。
（50分）（5）其他。
（10分）（6）设计报告：（20分）3．说明（1）DCDC变换建议采用TI公司TPS63020芯片。
（2）超级电容的容量可根据充电器在1分钟时间充入的电荷量及小车行驶所需电流、时间和重量等因素综合考虑。
（3）行驶距离以小车后轮触地点为定位点。
倾斜坡度θ自定。
（4）测试时，要求小车先充电、放电运行数次。
保证测试时，小车无预先额外储能。
以保证测试公平性。
正式测试允许运行两次，取最好成绩记录。
违规车辆不予测试。
（5）无线充电电动车是一个比较复杂的工程问题，通过提高充、放电效率，减轻车重，优化电机驱动，适当选取超级电容（法拉电容）容量及路面倾斜角度θ等，提高电动车的爬升高度。
（6）通过设置直流稳压电源的输出电压为5V，最大输出电流为1A，确保发射器供电为5V，电流不大于1A。
2020年TI杯山东电子设计大赛试题汇总精品版
低功耗数字多功能表的设计制作（A题）【本科】一、任务设计并制作一款多功能数字测量仪表，其示意图如图1所示。
图1 低功耗数字多功能表系统示意图二、要求1. 基本要求（1）采用9V方电池供电。
自行设计保证该仪表正常工作的低功耗供电电源系统。
（2）三位半数字显示，最大读数1999。
（3）测量直流电压量程：0.2V、2V、20V；精度±(1%+2个字)；输入阻抗：≥10MΩ。
（4）测量交流电压量程：0.2V、2V、20V；精度±(1.5%+5个字)；频率范围：40Hz~400Hz；输入阻抗：≥10MΩ。
（5）测量电阻量程：200Ω、2kΩ、20kΩ；精度±(1%+5个字)。
（6）测量电容量程：100nF、100uF；精度±(5%+10个字)。
（7）晶体三极管β参数测试：测量类型 NPN或PNP，显示范围0~1000，精度±(2%+2个字)；测试条件：基极电流约10uA，V CE约3V。
2. 发挥部分（1）增加“自动关机”功能，即在测量模式下，若1分钟内无任何按键按下，仪表将自动关闭供电电源并进入低功耗状态；再按下任意键，仪表将自动返回“自动关机”前的状态。
（2）增加正弦波信号源功能：要求输出正弦波信号的频率为10Hz~100kHz，且可调；非线性失真≤3%。
（3）要求在负载为600Ω时，输出正弦波的最大值（有效值）≥5V；输出正弦波的幅值可调，调节范围100mV~5V。
（4）其他特色（例如：扩展其他功能、提高测量精度、减少失真等）三、说明1、不允许采用数字万用表专用A/D转换器或成品。
2、单片机建议采用MPS430单片机。
四、评分标准低功耗电波钟的设计制作（B题）【本科题】一、任务设计并制作一台低功耗电波钟。
二、要求1．基本要求（1）自行设计制作天线、选频放大，使其能接受中国码(BPC)电波授时数据、并输出包络。
（2）作品上电后尽可能快的完成授时信号的接受、处理。
2014年TI杯大学生电子设计竞赛赛题-H自动增益控制放大器V4
2014年TI杯大学生电子设计竞赛赛题-H自动增益控制放大器
V4
2014年TI杯大学生电子设计竞赛题
H题：自动增益控制放大器（高职）
1.任务
设计一个可以根据输入信号及环境噪声幅度自动调节音量的自动增益控制音响放大器。
2.要求
（1）放大器可以从mp3或信号源输入音频（100Hz~10kHz）信号，可以带600Ω负载或驱动8Ω喇叭（2~5W）。
（20分）（2）当输入信号幅度在10mV~5V间变化时，放大器输出默认值保持在2V±0.2V 内，波动越小越好。
（30分）
（3）能够显示输入信号幅度大小及频率高低。
（10分）
（4）能够在1V~3V范围内步进式调节放大器输出幅度，步距0.2V。
（15分）（5）能够根据环境噪声调整自动调节放大器输出幅度。
（15分）
（6）其他自主发挥设计。
（10分）
（7）设计报告。
（20分）
项目主要内容分数
系统方案方案比较，方案描述 5
设计与论证自动增益控制实现方法
电路设计及参数计算8
测试测试方法与测试结果 5
设计报告结构及规范性摘要，正文结构完整性、内容规范性 2
小计20 3.说明
音响放大器的输出可以在600Ω电阻及喇叭间切换。
共1页，H-1。
2014年TI杯大学生电子设计竞赛题(全套)
，可TI公司19mm“探头进。
探头不得再移动。
（30分）（2）将1角硬币更换成直径约25mm的镀镍钢芯1元硬币（第五套人民币1元硬币），重复要求（1）的探测过程。
定位完成后，定位指针与硬币圆心之间的定位误差应控制在5mm以；探测定位速度越快越好，探测定位总时间不应超过2分钟。
完成定位时给出声-光指示，此后探头不得再移动。
（30分）（3）将硬币改为自制圆铁环（用Φ2铁丝绕制），铁环外直径4cm。
重复要求（1）的探测过程，应使定位指针尽可能指向铁环圆心，定位误差应控制在5mm以内；完成定位时给出声-光指示，此后探头不得再移动，探测定位总时间应不超过3分钟。
（30分）（4）其他自主发挥功能。
（10分）（5）3.说明（1）金属物体探测定位装置探头采用AY-LDC1000板（由TI公司提供），可直接用AY-LDC1000板上的覆铜线圈，也可自制线圈；不得安装其他传感与摄像装置。
探测开始后，不得手动或遥控探测器。
（2）玻璃板可采用普通无色玻璃（玻璃边沿需贴上胶带以防划伤），也可用无色透明有机玻璃板；玻璃板长宽尺寸应大于50cm、厚度约3mm。
（3）探头从“探头进入区”一侧进入时探头的起始位置和摆放方向，以及探测区域内的被测金属物体摆放位置均由测试专家在现场指定。
2014年TI杯大学生电子设计竞赛题C题：锁定放大器的设计1．任务设计制作一个用来检测微弱信号的锁定放大器（LIA）。
锁定放大器基本组成框图见图1。
信号通道2．要求（1）外接信号源提供频率为1kHz 的正弦波信号，幅度自定，输入至参考信号R (t )端。
R (t )通过自制电阻分压网络降压接至被测信号S (t )端，S (t )幅度有效值为 10μV ~1mV 。
（5分）（2）参考通道的输出r (t )为方波信号，r (t )的相位相对参考信号R (t )可连续或步进移相180度，步进间距小于10度。
（20分）（3）信号通道的3dB 频带范围为900Hz ~1100Hz 。
2014年TI杯山东省电子竞赛题目
A--基于大功率白光LED 的可见光通信（本科组）一、任务设计并制作一个可见光通信装置。
二、要求1、基本要求（1）可见光通信装置利用单只10W(或≧9W)白光LED 和光电器件作为收发器件，用来传输语音和模拟波形信号，传输距离大于30cm ；自制24 V 、1A 直流电源2个（发端、收端分别采用此单电源供电），系统基本框图如图1。
发送端的供电部分需要加测试点（测试点加上鱼嘴夹方便测试），测试点电压U 1、电流I 1如图2所示。
（接收端负载最好为8Ω喇叭）可见光通信发端装置语音或者模拟波形信号24V 1A 直流电源可见光信道10W 白光LED可见光通信收端装置光电器件24V 1A 直流电源语音或者波形发送端接收端图1 系统基本框图24V1A电源可见光通信发端装置电压测试点电流测试点U 1I 1图2 电压、电流测试点（2）在不进行信号传输的情况下10W 白光LED 的功率必须达到10W ，要求电流为I 2=1±0.05 A ，电压U 2=10 V （误差可以稍大）。
需要加测试点（测试点加上鱼嘴夹方便测试），测试点电流I 2、电压U 2如图3所示。
10W 白光 L E D电压测试点电流测试点LED 驱动电路I 2U 2图3 10 W 白光LED 测试点（3）传输的语音信号或低频信号源信号频率范围为300~8000 Hz ，语音信号要求来自麦克风或MP3，模拟波形信号来自信号发生器。
要求发端装置的输入端以及收端装置的输出端加测试端子，以方便检测波形。
（4）在发送端发送300~8000Hz 音频信号时，接收的声音应无明显失真。
当发射端输入信号为300Hz 、1000Hz 、8000Hz 单音信号时，在8Ω电阻负载（或喇叭）上，接收装置的输出电压有效值不小于0.4V 。
不改变电路状态，减小发射端输入信号的幅度至0V ，采用低频毫伏表（低频毫伏表为有效值显示，频率响应范围低端不大于10Hz 、高端不小于1MHz ）测量此时接收装置输出端噪声电压，读数不大于0.1V 。
2018年TI杯模拟电子系统设计邀请赛题B—简易水箱液位监控系统
全国大学生电子设计竞赛2018年TI杯模拟电子系统设计邀请赛简易水箱液位监控系统（B题）1．任务设计制作一套简易水箱装置，该装置由液位控制系统（包括水泵、液位高度显示）、上水箱、储水箱和一个扰动水源组成。
其中，上水箱是可观察及标识液位高度的容器，容积约2升，高度不小于200mm。
储水箱容积大于4升，扰动水源水箱是容积为0.5升的塑料瓶，扰动水源通过瓶盖钻孔流入上水箱。
上水箱的进水口联接水泵，由水泵控制进水量；上水箱的出水口设置在瓶口，并通过在瓶盖钻不同直径流出孔的方式实现输出水流量的改变，流出的水注入储水箱。
液位控制系统使用TI公司的FDC2214电容传感器评估板采集上水箱的液位信息，与MSP430/432配合组成一个的电子控制系统，实现对上水箱的液位动态控制。
该装置的示意图如图1所示。
图1简易水箱装置示意图2．要求（1）设计并制作水泵驱动电路及液位检测电路，实现可控注水，检测并显示上水箱液位，检测误差不大于2mm。
（25分）（2）上水箱预装自来水，液位高度约为50mm。
上水箱放水口直径为4mm，并堵住上水箱放水口。
然后启动水泵向上水箱注水，要求在10s时间内使上水箱液位上升到90mm，误差不大于2mm。
（20分）（3）开启上水箱流出孔向储水箱放水，同时水泵向上水箱注水，10s内控制上水箱中液位在90mm高度，并保持10s以上，液位误差<2mm。
（15分）（4）30s内控制上水箱液位高度由90mm改变到110mm并保持稳定10s以上，液位误差<2mm。
（20分）（5）在完成（4）的基础上，扰动水源水箱装入200ml的自来水，其水箱流出孔为3mm，并开始向上水箱注水，直至扰动水源水箱中的水排空，过程中控制上水箱液位稳定保持在110mm，液位误差<2mm。
（15分）（6）其他（5分）（7）设计报告（10分）项目主要内容满分方案论证比较与选择，方案描述2理论分析与计算系统相关参数设计4电路与程序设计系统组成，原理框图与各部分的电路图，系统软件与流程图2测试方案与测试结果测试结果完整性，测试结果分析2总分10 3．说明（1）扰动水源水箱不能安装传感器。
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2018年TI杯大学生电子设计竞赛
H题：简易功率测量装置（高职高专）
1．任务
利用TI的MSP430F5529设计并制作一个简易功率测量装置（图1淡色相框内部分），用以测量交流或直流电源负载上的功率，并实时数字显示该功率值。
功率测量连接示意图如图1所示，图中A、B、C和D分别为四个测试端点。
“信号处理及显示电路”部分可单独由外加电源供电。
交流电源可采用带功率输出的信号源，负载电阻可采用额定功率大于1W的可变电阻。
2．要求
（1）负载为纯电阻，采用直流供电，电源电压在200 mV~5V时，调整负载电阻，能测量40mW~1W负载功率，误差小于1%。
（18分）（2）负载为纯电阻，采用50Hz正弦交流供电，电源电压有效值在1V~5V时，调整负载电阻，能测量40mW~500mW负载功率，误差小于5%。
（18分）（3）该装置能自动识别交流、直流供电，并自动选择量程。
（20分）（4）负载为纯电阻，采用直流供电。
电源电压在200 mV~30V时，调整负载电阻，能自动测量40mW~1W负载功率，误差小于1%。
（12分）（5）负载为1000μF电解电容与电阻串联的网络，采用50Hz正弦交流供电。
电源电压有效值在1V~5V时，调整负载电阻，能测量40mW~500mW负载有功功率，测量误差小于5%。
（12分）（6）尽量降低“功率取样电路”网络自身的功耗，减少其接入电路对被测电路的影响。
（20分）。