1、 A - 1 / 3 2015 年 全 国 大 学 生 电 子 设 计 竞 赛 试 题 参赛注意 事项 （1）8 月 12 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
2、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）8 月 15 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 。 双向 DC-DC 变换 器（A 题） 【本科组 】 一、 任务 设计并制作 用于电池储能装置的双向 DC-DC 变换器， 实现电池的充放电功能 ， 功能可由 按键设定 ，亦可自动转换 。系统结构如图 1 所示
3、，图中除直流稳压电源外，其他器件均需自 备。 电池组由 5 节 18650 型、容量 20003000mAh 的锂离子电池串联组成 。所用电阻阻值误 差的绝对值不大于 5% 。 双向DC-DC 变 换电 路 U 1 I 1 + - RL 电 池 组 U 2 + - 直 流 稳 压 电 源 I 2 + - S 1 S 2 U S =30 RS =5 测控电路 辅 助电 源 S 3 D A B图 1 电池 储能 装置 结构 框图 二、 要求 1 基 本要求 接通 S 1 、S 3 ，断开 S 2 ， 将装置设定为充电 模式。 （1 ）U 2 =30V 条件下， 实现 对电池恒流充电 。 充电电流I
4、 1 在 12A 范围内步进可调， 步 进值不大于 0.1A ，电流控制精度不低 于 5% 。 （2 ）设定 I 1 =2A ， 调整直流稳压电源输出电压，使 U 2 在 2436V 范围内变化时，要求 充电电流I 1 的变化率 不 大于 1% 。 （3 ）设定I 1 =2A ，在U 2 =30V 条件下，变换器 的效率 1 90% 。 （4 ）测量并显示充电电流I 1 ，在I 1 =12A 范围内测量精度不低于 2% 。 （5 ）具有 过充保护 功能：设定I 1 =2A ，当U 1 超过阈值U 1th =240.5V 时，停止充电。 A - 2 / 3 2 发 挥部分 （1 ）断开 S 1
5、、接通 S 2 ，将装置设定为放电 模式，保持 U 2 =300.5V ，此时变换器效率 2 95% 。 （2 ） 接通 S 1 、S 2 ， 断开 S 3 ， 调整直流稳压电 源输出电压， 使U s 在 3238V 范围内变化 时，双向 DC-DC 电路能够自动转换工作模式并 保持U 2 =300.5V 。 （3 ） 在满足要求的前提下简化结构 、 减轻重量， 使 双向 DC-DC 变换器、 测控电路与辅 助电源三部分的总重量 不大于 500g 。 （4 ）其他。 三、 说明 1 要求 采用带保护 板 的电池， 使用前认真阅 读所用电池的 技术资料， 学会估算电池的荷 电状态，保证电池全过程
6、的使用安全。 2 电池组不需封装在 作品内， 测试时自行携带至测试场地； 测试前 电池初始状态由 参赛 队员自定 ，测试过程中 不允许更换电池 。 2 基本要求 （1） 中的电流控制精度 定义为 1 10 ic 10 100% II e I ，其中I 1 为实际电流、I 10 为 设定值。 3. 基本要求 （2） 电流变化率 的计算方法：设 U 2 =36V 时， 充电电流 值为I 11 ；U 2 =30V 时， 充电电流 值为I 1 ；U 2 =24V 时，充电电流 值为I 12 ，则 11 12 1 1 100% I II S I 。 4. DC-DC 变换器效率 1 1 2 100% P
7、 P 、 2 2 1 100% P P ，其中 1 1 1 P U I ， 2 2 2 P U I 。 5. 基本要求（5）的测试方法：在图 1 的 A 、B 点之间串入滑线变阻 器 ，使U 1 增加。 6 辅助电源需自制或 自备， 可由 直流稳压电 源 （U s 处） 或工频电源 （220V ） 为其供电 。 7作品 应能连续安全工作足够长时间 ，测试期间不能出现过热等故障。 8制 作时 应合理 设置 测试点 （参 考图 1 ） ，以 方便 测试 ；为方 便测 重，应 能较 方便的将 双向 DC-DC 变换器、测控电路与辅助电源三部分与其他部分分开。 9 设计报告正文中应包括系统总体框图、
8、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 可用附件给出 ， 在附件中 提 供作品较清晰的照片 。. A - 3 / 3 四、 评分 标准 项 目 主要内容 满 分 设计报告 方案论证 比较与选择； 方案描述。 2 电路与 程序设计 双向 DC-DC 主回路与器件选择 ； 测量控制电路、控制程序 。 5 理论分析 与计算 主回路主要器件参数选择及计算 ； 控制方法与参数计算 ； 提高效率的方法 。 5 测试 方案 与测试结果 测试方案及测试条件 ； 测试结果及其完整性 ； 测试结果分析 。 5 结构及 规范性 摘要的规范性； 设计报
9、告正文的结构 ； 图表的规范性 。 3 小 计 20 基本要求 完成第（1）项 16 完成第（2）项 10 完成第（3）项 10 完成第（4）项 8 完成第（5）项 6 小 计 50 发挥部分 完成第（1）项 20 完成第（2）项 20 完成第（3）项 5 其他 5 小计 50 总分 120 B - 1 / 3 2015 参赛注意 事项 （1 ）8 月 12 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
10、 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）8 月 15 日 20:00 竞赛 结束， 上交 设计 报告 、制
11、 作实物 及 登记 表 ，由 专 人封存 。 B 一 长约 60cm70cm 的 细 管 上端用万向节 固定在支架上 ，下方悬挂 一组（24 只）直流 风机 ， 构成一风力摆 ， 如图 1 所示 。 风力摆 上 安装一向下的激光笔 ， 静止时， 激光笔的下端 距地面不超过 20cm 。设计一测控系统，控制 驱动各 风机使风力摆 按照一定规律运动， 激光 笔在地面画出 要求 的轨迹。 1. 基本 要求 （1） 从 静止开始，15s 内 控制风力摆 做 类似自由摆运动，使 激光 笔 稳定地 在 地 面 画 出 一 条 长度 不 短 于 50cm 的 直线 段 ， 其 线性度 偏 差 不 大 于 2
12、.5cm ， 并且具有较好的 重复性 ； （2） 从静止开始，15s 内完成幅度可控 的摆动， 画出长度在 3060cm 间可设 置，长度 偏差不大于2.5cm 的直线段 ，并且具有较好的重复性 ； （3） 可设定摆动方向，风力摆从 静止 开始，15s 内按照设置 的方向（角度） 摆动，画 出不短于 20cm 的直线 段； （4） 将风力摆拉起一 定角度（3045）放开，5s 内使风力摆 制动达到静 止状态。 图 1 风力 摆 结 构示 意 B - 2 / 3 2 发挥 部分 （1） 以 风力摆 静 止 时 激 光 笔 的 光 点 为 圆心 ， 驱动风力摆 用 激 光 笔 在 地 面 画 圆，
13、30s 内需重复 3 次； 圆半径可在 1535cm 范围内设置 ， 激光笔画出 的轨迹应 落在指定半径2.5cm 的圆环内； （2） 在发挥部分（1）后继续作圆周运动 ，在距离风力摆 12m 距离内用一 台 5060W 台扇在水平 方向吹向 风力摆，台扇吹 5s 后 停止，风力摆 能 够在 5s 内恢复发挥部分 （1） 规定 的圆周运动， 激光笔 画出符合要求的 轨迹； （3） 其他。 1. 任务中 各项要求 ， 均要考察 完成 时间 及准 确性。 2. 风力摆的制作 方法建议： 方案 1： 如 2 图所示， 一组直流风机用 细管 或棒（如碳素纤维 管、PVC 管等）通过 万 向节固定在一支
14、架上 ； 方案 2： 用粗单股 导线 （减少自旋） 将 风力 摆吊挂在支架上 。 3. 参赛队可以自 行选 定一方向为 0， 以此 为起始， 顺时针依次为 90、 180、 270 等，详见图 3 ，测试现场将提供此 图。 4. 直流 风 机 是 驱 动 风 力 摆 的 唯 一 动 力， 不得以任何 其它方式 影响风力 摆的运动； 启动后， 不 得以任何形 式人为影响风力摆运动。 5. 各项目中， 运动 到达要求时需有明 显声或光提示 ， 以便开始 测试及记 录。 6. 发挥 部 分 施 加 干 扰 的 方式是在 12m 的距离 ，用 5060W 台扇在 水平方向 吹 风力摆 ， 风速在 1.
15、02.0m/s 范围 内。 7. 风力摆在圆周 运动时的旋转方向不限 ；测试时考察在 6 个均匀 分 布点上激光 轨迹是否落在 圆环内，见图 3。 2-4 只 轴流 风机 万向 节 硬 质 管 棒 图 2 风力 摆 实 现方 案示 意 90 180 200 210 150 220 230 100 0 30 60 40 50 70 80 10 20 110 120 130 140 160 170 190 250 240 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 图 3 方向 角度 示意 B - 3 / 3 8. 各项 要求中， 长度均以厘米（cm ）为 单位
16、，角度以 10为最小单位。 9. 赛题 中要求的各项动作 完成时间 越短越好 ，超过规定时间 1 倍时不计成绩。 设计 报告 项 目 分数 方案 论证 系统结构 及风力摆运动控制方案 论证 4 测控 方法 风力摆状态测量及运动控制 6 系统 设计 系统结构 ，电路设计 4 系统 测试 测试方法 及测试数据 3 格式 规范 摘要 设计报告 内容完整性 公式、图表的规范性 3 小计 20 基本 要求 完成第（1）项 15 完成第（2）项 15 完成第（3）项 10 完成第（4）项 10 小计 50 发挥 部分 完成第（1）项 20 完成第（2）项 20 完成第（3）项 10 小计 50 总分 12
17、0 C 1 / 4 2015 参赛注意 事项 （1）8 月 12 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 。
18、 （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）8 月 15 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 。 C 【本科 组】 一、任 务 设 计 并 制 作 一 架 带 航 拍 功 能 的 多 旋 翼 自 主 飞 行 器 。 飞 行 区 域 俯视图 和 立 体图 分别 如图 1 和图 2 所示。 图1 飞行区域俯视图 （图中 长度单位：cm ） 500
19、 100 A 区 B 区 75 75 75 75 75 指示线 75 75 5 100 指示线 指示线 20 20 示高 线 h 1 、h 2100 C D E F 100 400 C 2 / 4 图 2 飞行区域立体示意图 （图中长度单位：cm ） 二、要 求 1. 基本要求 （1） 多旋翼自主飞行器 （下简称飞行器） 摆 放在图 1 所示的 A 区， 开启航拍， 一键式启动， 飞行器起飞； 飞向 B 区， 在 B 区中心降落并停机； 航拍数 据记录于飞行器自带的存储卡中， 飞行结束后可通过 PC 回放。 飞行高度 不低于 30cm ；飞行时间不大于 30s 。 （2） 飞行器摆放在图 1
20、所示的 A 区， 一键式启动， 飞行器起飞； 沿矩形 CDEF 逆时针飞行一圈， 在 A 区 中心降落并停机； 飞行高度不低于 30cm；飞 行 时间不大于 45s 。 （3）制作一个 简易电子示高装置，产生示高 线 h1 、h2 (如激光 等)，h1 、h2 位 于同一垂直平面 ，飞行 器触碰 h1 、h2 线 时该 装置可产生声光 报警。 示高 线 h1 、h2 的高度在测试现场可以调整。调整范围为 30cm120cm 。 2. 发挥部分 （1）飞行器摆放在 A 区，飞行器下面摆放一 小铁板 M 1 ，一键式启 动，飞行 器拾取小 铁板 M 1 并起 飞。 飞行器携带 小铁板 M 1 从示
21、高 线 h1 、 h2 间飞 向 B 区，并在空中将 小铁 板 M 1 投放到 B 区中心 ；飞行器从示高 线 h1 、h2 间飞回 A 区， 在 A 区中心降落并停机。飞行时间不大于 30s 。小铁 板 M 1 形状不限， 重量 20g 、100g 、200g 三挡自选 ， 重量重得分高。h1 、h2 高度差小得分高。 400 250 200 示高 线 h 2示高 线 h 1A 区 250 B 区 C 3 / 4 （2） 飞行器摆放在 A 区， 小 铁板 M 2 摆放在 B 区任意位置； 一键式启动， 飞 行器飞到 B 区寻找并 拾取 小铁板 M 2 ，携带 小铁板 M 2 飞回 A 区，在
22、 A 区中心降落并停机。 飞行高度不低于 30cm ； 飞行时间不大于 30s 。 小铁 板 M 2为边长 5cm 的正 方形，重量不限 。 （3）其他。 三、评 分标准 项目 主 要内 容 满分 设计 报告 系统方案 方案比较，方案描述 3 设计与论证 控制方法描述与参数计算 5 电路与程序设 计 系 统 组 成 ， 原 理 框 图 与 各 部 分 电 路 图 ， 系统软件与流程图 6 测试方案与测 试结果 测试方案及测试条件 测试结果完整性 测试结果分析 3 设计报告结构 及规范性 摘要 正文结构完整性 图标的规范性 3 小计 20 基 本要 求 完成（1） 20 完成（2） 25 完成（
23、3） 5 小计 50 发挥 部分 完成（1） 35 完成（2） 10 其他 5 小计 50 总分 120 四、 说 明： 1飞行器桨叶旋转 速度高，有危险！ 请务必注意自己及他人的人身安全 。 2 飞行 器的飞行控制板 可自 行选择， 数 据处理 及导 航 板必须 使用 组委 会统 一 下发的 2015 全国大 学生 电子 设计竞 赛 RL78/G13 开发套件中 RL78/G13 MCU 板 （ 芯 片型号 R5F100LEA ） 。 3 飞行器可自制或外购 ， 带防撞圈， 外形尺寸 （含防撞圈） 限定为： 长度 50cm ，宽度 50cm 。飞行器机身必须标注参赛队号。 4多旋翼指旋翼数量
24、 不少于两个。 5飞行区域地面为白色 ；A 区、B 区形状大 小相同，由直径 20cm 黑色实心 圆和直径 75cm 的同心圆组成，同心圆虚线线宽小于 0.1cm ；引导线宽度C 4 / 4 5cm ，可用 黑色胶带；场地四周设 30cm 等高 线； 飞行区域 不得额外设置 任何标识、 引导线或其他 装置。 6简易电子示高装置 不得与飞行器间有任何形式的通讯。 7每项允许测试 2 次，每次测试全程 不得更换电池。2 次测试之间允许更换 电池，更换 电池时间不超过 2 分钟。 8飞行器不得遥控，飞行过程中不得人 为干预。 9飞行器降落和小铁板 M 1 投放于 A 区和 B 区以外，酌情扣分。 1
25、0飞行器飞行期间，触及地面后自 行 恢复飞行的，酌情扣分；触地后 5s 内 不能自行恢复飞行视为失败，失败前完成 的动作仍计分。 11飞行器起飞，距地面高度 30cm 以上视为飞离地面。 12参赛队自备 发挥部分所需小铁板 M 1 、M 2 ，小铁板 M 1 重量 不得 低于 规 定 重量的 95% ，M 2 上不 得附加任何其他装置，颜色不限。 13一键式启动 是指飞行器摆放在 A 区后， 只允许按 位于飞行器上的 一个键 启动。 如有 飞行模式设置应在飞行器摆放在 A 区前完成， 不得使用可编程 设备进行设置 。 14为保证安全，可沿飞行区域四周 架设 安全网（长 500cm ，宽 400
26、cm ，高 200cm ） ， 顶部 无需架设。 若安全网 采用排球网、 羽毛球网 时可由顶向下悬 挂不必触地， 不得影响视线。 安装示意 图如图 3 所示。 图 3 飞行区域安全网示意 图 示高 线 h 2示高 线 h 1A 区 B 区 D - 1 / 2 2015 年 全 国 大 学 生 电 子 设 计 竞 赛 试 题 参赛注意 事项 （1）8 月 12 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
27、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）8 月 15 日 20:00 竞赛 结束， 上交 设计 报
28、告 、制 作实物 及 登记 表 ，由 专 人封存 。 增益 可控 射 频放大 器 （D 题） 【本科 组】 一、任 务 设计并制作一个增益 可控射频放大器。 二、要 求 1 基 本要求 （1） 放大器的 电压增益A V 40dB ， 输入电压 有效值 V i 20mV ， 其输 入阻抗、 输出阻抗 均为 50 ，负 载电阻 50 ，且输出电 压有效值 V o 2V ，波 形 无明显失真； （2） 在 75MHz 108MHz 频率范围内 增益波动不大于 2dB ； （3） 3dB 的通频带 不 窄于 60MHz130MHz ， 即f L 60MHz 、 f H 130MHz ； （4） 实现
29、A V 增益 步进控制， 增益控制 范围为 12dB 40dB ， 增益控制 步长为 4dB ，增益 绝对误差不 大于 2dB ， 并能显示设定 的增益值 。 2 发 挥部分 （1） 放大器的电压增益 A V 52dB ， 增益控 制扩展至 52dB ， 增益控制 步长不 变， 输入电压有效值 V i 5mV ， 其输入阻抗 、 输出阻抗均为 50 ， 负载 电阻 50 ，且输出电压 有效值 V o 2V ，波形 无明显失真； （2）在 50MHz 160MHz 频率范围内 增益波动不大于 2dB ； （3 ） 3dB 的 通频带不窄于 40MHz 200MHz ， 即 f L 40MHz 和
30、 f H 200MHz ； （4 ）电压增益 A V 52dB ， 当输入信号 频率 f 20MHz 或输入信号频率 f 270MHz 时，实测电压增益A V 均不大于 20dB ； （5）其他。 D - 2 / 2 三、说 明 1.基本要求（2）和发挥部分（2）用点频法 测量电压增益，计算 增益波动， 测量 频率 点测评时公布 。 2. 基本要求（3）和发挥部分（3）用点频法 测量电压增益， 分析是否满足 通频带 要求 ，测量频率 点测评时公布。 3.放大器 采用+12V 单电源供电，所需其它电源电压自行转换。 四、评分标准 设计 报告 项目 主 要内 容 分数 系统方案 比较与选择 方案描
31、述 2 理论分析与计算 射频放大器设计 频带内增益起伏控制 射频放大器稳定性 增益调整 8 电路与程序设计 电路设计与程序设计 4 测试方案与测试结果 测试方案及测试条件 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 设计报告正文的结构 图表的规范性 2 小计 20 基本 要求 完成第（1）项 18 完成第（2）项 6 完成第（3）项 16 完成第（4）项 10 小计 50 发挥 部分 完成第（1）项 14 完成第（2）项 3 完成第（3）项 12 完成第（4）项 16 （5）其他 5 小计 50 总分 120 E - 1 / 3 2015 年全国大学生电子设计竞赛试题 参赛注
32、意 事项 （1 ）8 月 12 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
33、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 ）8 月 15 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 。 80MHz100MHz 频 谱分 析仪 （E 题） 【本科组】 一、任务 设计制作一 个简易频谱仪。 频谱仪的本振源用锁相环制作 。 频谱仪的基 本结构 图如图 1 所示。 二、要 求 1. 基本要 求 制作一 个基于 锁相环的本振源： （1）频率范围 90MHz110M
34、Hz ； （2）频率步进 100kHz ； （3）输出电压 幅度 10100mV， 可调； （4） 在整个 频率范围内可自动扫描 ； 扫描时间在 15s 之间 可调； 可手动 扫描； 还可预置在某一特定频率 ； 混 频 滤 波 显 示 频率 显示 本振源 信号 源输 入 图 1 频谱 仪的 基本 结构 图 E - 2 / 3 （5）显示频率 ； （6）制作一个附加电路， 用于观测整个锁定过程 ； （7）锁定时间小于 1ms 。 2. 发挥部 分 制作一个 80MHz100MHz 频谱分析仪 ： （1）频率范围 80MHz100MHz ； （2）分辨率 100kHz ； （3）可在频段内扫 描并
35、能显示信号频谱和 对应幅度最大的信号 频率； （4） 测试在全频段内的杂散频率( 大于主频分量幅度的 2% 为杂散频率) 个 数； （5）其他。 三 、说明 在频谱仪滤波器的输出端 应有一个测试端 子，便于测量。 E - 3 / 3 四 、评 分标准 设计 报告 项 目 主 要内 容 分数 系统方案 方案选择、论证 4 理论分析与计算 进行必要的分析、计算 4 电路与程序设计 电路设计 程序设计 4 测试方案与测试结果 表明测试方案和测试结果 4 设计报告结构及规范性 图表的规范性 4 小计 20 基本 要求 完成第（1）项 10 完成第（2）项 10 完成第（3）项 5 完成第（4）项 10
36、 完成第（5）项 5 完成第（6）项 5 完成第（7）项 5 小计 50 发挥 部分 完成第（1）项 15 完成第（2）项 5 完成第（3）项 15 完成第（4）项 10 其他 5 小计 50 总分 120 . F - 1 / 2 2015 年 全 国 大 学 生 电 子 设 计 竞 赛 试 题 参赛注意 事项 （1）8 月 12 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
37、 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）8 月 15 日 20:00 竞赛 结束， 上交 设计 报告 、制 作实物 及 登记 表
38、 ，由 专 人封存 。 数 字频 率计 （F 题 ） 【本科组】 一、任 务 设计并制作一台 闸门时间为 1s 的数字频率计 。 二、要 求 1 基本要求 (1) 频率和周期 测量功能 a 被测信号为正弦波， 频率范围为 1Hz 10MHz ； b被测信号 有效值电压范围为 50mV 1V ； c 测量相对 误差的绝对值不大于 10 -4 。 (2) 时间间隔测量 功能 a 被测信号为方波， 频率范围为 100Hz 1MHz ； b被测信号 峰峰值电压范围为 50mV 1V ； c 被测时间间隔的范围为 0.1s 100ms ； d测量相对 误差的绝对值不大于 10 -2 。 (3) 测量数据
39、刷新时间 不大于 2s ，测量结果 稳定，并能自动显示 单位。 2 发挥部分 (1) 频率和周期测量的 正弦信号频率范围 为 1Hz 100MHz ， 其他要 求同基 本要求（1）和（3）。 (2) 频率和周期测量时 被测正弦信号的 最小有效值电压为 10mV ，其他要求 同基本要求（1）和（3）。 F - 2 / 2 (3) 增加脉冲 信号占空 比 的测量功能， 要求： a 被测信号为矩形波， 频率范围为 1Hz 5MHz ； b被测信号 峰峰值电压范围为 50mV 1V ； c 被测脉冲信号 占空比 的范围为 10% 90% ； d显示的 分辨率为 0.1% ，测量相对 误差的绝对值不大于
40、 10 -2 。 (4) 其他（例如， 进一 步降低被测信号 电压的幅度等）。 三、说 明 本题时间间隔测量是指 A 、B 两路同频周期 信号之间的时间间隔 T A-B 。 测试 时可以使用双通道 DDS 函数信号发生器，提供 A 、B 两路信号。 四、 评分标准 设计 报告 项 目 应 包括 的主要 内容 分数 系统方案 比较与选择 方案描述 3 理论分析与计算 宽带通道放大器分析 各项被测参数测量方法 的分析 提高仪器灵敏度的措施 8 电路与程序设计 电路设计 程序设计 4 测试方案与测试结果 测试方案及测试条件 测试结果完整性 测试结果分析 3 设计报告结构及规范性 摘要 设计报告正文的
41、结构 图表的规范性 2 小计 20 基本 要求 完成第（1）项 32 完成第（2）项 14 完成第（3）项 4 小计 50 发挥 部分 完成 第（1）项 21 完成第（2）项 8 完成第（3）项 16 其他 5 小计 50 总分 120 G - 1 / 4 2015 参赛注意 事项 （1 ）8 月 12 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
42、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）8 月 15 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 。 G
43、 设计并制作一个短距视频信号无线通信网络。 通信网络如图 1 所示。该 网络包括主节点 A 、 从节点 B 和 C ， 实现 从节点 B 和 C 到主节点 A 的视频信 号传输。 传输的视频信号 为模拟彩色视频信号 （彩色制式不限 ） ，由具有 AV 输出 端子的彩色 摄像头提供。每个从节点预留 AV 视频输入（莲花 RCA ）插 座， 通过一根 AV 连接 电缆与 摄像头 AV 输出 端子连接。节点 须使用水平全 方向天线，确保节点在 水平全方向上都能 达到要求的通信距离。 图 1 短距 视频 信号 无线 传输 网络 示意 图 摄像头 电视 机 从节 点B AV 电 缆 AV 电 缆 从 节
44、点C 摄 像头 主节 点A AV 电 缆G - 2 / 4 1 基本 要求 （1 ）实现由从节点 B 到主节点 A 的单向视 频信号 传输。主节点 A 预留 AV 视频输出（莲花 RCA ）插座，可以输出 AV 模拟彩色视频信号。采用具 有 AV 输入端子的电视机显示通信的视频内容 ，电视机的彩色制式应与 彩色视频信号制式一致。要求电视机显示的视频内容 应 清晰无闪烁、色 彩正常，与摄像头直接用 AV 电缆连接到电视机的图 像质量无明显差异 （可拍摄题目 附件的电视测试卡作为 图像比较的参照物） ， 最小通信距离 不小于 5m 。 （2 ） 实现由从节点 C 到主节点 A 的单向视频信号 传输
45、， 图像质 量与 通信距 离要求同基本要求（1） 。 （3 ） 同时实现两个从节点 B 和 C 到主节点 A 的单向视频信号传输。 图像质 量与通信距离 要求同基本要求（1 ） 。主节点 A 可通过开关选择显示 从节 点 B 或 C 的视频内容。 （4 ）通过开关控制，从节点 B 和 C 在其发 射的视频信号中， 分别叠加对应 字符“B ” 和“C ” 的图案，在主 节点 A 的电视机屏幕上与 视频内容叠 加显示。字符 显示颜色、位置与大小自定。 2 发挥 部分 （1 ） 从节点 B 和 C 必须 分别采用 2 节 1.21.5V 电池独立供电。 摄像头 也要 求采用电池 独立供电， 摄像头功
46、耗不计入 从节点 B 和 C 的功耗。 启动产 生叠加字符功能， 在通信距离为 5m 时，图像 质量要求同基本要求（1） 。 从节点 B 和 C 的功耗均应小于 150mW 。 （2 ） 可以指定 从节点 C 为中继转发节点 （指定 的方式任意） ， 实现由从节点 B 到主节点 A 间的视频 信号中继通信。 要求 B 节点到主节点 A 总的通信 距离不小于 10m ，图像质量要求同基本要求（1） 。 （3 ） 从节点 C 在转发从节点 B 视频信号 到主 节点 A 的同时 ， 仍能传输自己 的视频信号 到主节点 A 。 主节点可通过开关选择显示从节点 B 或 C 的视 频内容，图像质量与通信距
47、离要求 同基本要求（1） 。 （4 ）其他（如 尽可能降低从节点 B 和 C 的功耗等） 。 1. 网络 节点可以使用成品收发模块， 但其工作频率和发射功率应符合国家相关 规定（http:/ ） 。 G - 3 / 4 2. 摄像头与 从节点 间的信号连接仅限一根 AV 视频 电缆，传输 AV 模拟 彩色视 频信号 ，不得 再使用其他有线 或无线连接 方式。 3. 本题所述的 通信 距离指两个节点设备外 边沿间的最小直线距离。 4. 发挥部分必须在完成基 本要求 （4 ） 的 功 能 后 才 能 进 行 ， 否 则 发 挥 部 分 不 计 入成绩。 5. 发挥部分（2）、（ 3）必须在发挥部分（1）要求的供电方式下进行。 项目 主要内容 满分 设计报告 方案论证 比较与选择 方案描述 4 理论分析与计算 系统相关参数设计 6 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 4 测试方案 与测试结果 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 正文结构规范 图表的完整与准确性 2 小计 20 基本要求 完成第（1）项 16 完成第（2）项 14 完成第（3）项 8 完成第（4）项 12 小计 50 发挥部分 完成第（1）项 20 完成第（2）项 10 完成第（3）项 15 其他（4） 5 小计 50 总分 120
