2016ti杯大学生电子设计竞赛题目资料

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1、A-1 2016年TI杯大学生电子设计竞赛 A 题：降压型直流开关稳压电源 1任务 以 TI 公司的降压控制器 LM5117 芯片和 CSD18532KCS MOS 场效应管为核心器件， 设计并制作一个降压型直流开关稳压电源。额定输入直流电压为时，额定输出直流电压 为，输出电流最大值为 。测试电路可参考图 1。 图 1电源测试连接图 2要求要求 （1）额定输入电压下，输出电压偏差： ；（10 分） （2）额定输入电压下，最大输出电流：；（10 分） （3）输出噪声纹波电压峰峰值：；（10 分） （4）从满载变到轻载 时，负载调整率： ；（10 分） （5）变化到 17.6V 和 13.6V，电

2、压调整率： （10 分） （6）效率；（15 分） （7）具有过流保护功能，动作电流；（10 分） （8）电源具有负载识别功能。增加 1 个 2 端子端口，端口可外接电阻 R(1k-10k)作为 负载识别端口，参考图 1。电源根据通过测量端口识别电阻 R 的阻值，确定输出电 压，；（10 分） （9）尽量减轻电源重量，使电源不含负载的重量。（15 分） （10）设计报告（20 分） A-2 项项目目主要内容主要内容满分满分 方案论证 比较与选择 方案描述 3 理论分析与计算 降低纹波的方法 DC-DC变换方法 稳压控制方法 6 电路与程序设计 主回路与器件选择 其它控制电路与控制程序(若有)

3、6 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 3 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 总分总分 20 3说明说明 （1）该开关稳压电源不得采用成品模块制作。 （2）稳压电源若含其它控制、测量电路都只能由端口供电，不得增加其他辅助电源。 （3）要求电源输出电压精确稳定，或，作品不参与测试。 2016年年TI杯大学生电子设计竞赛题杯大学生电子设计竞赛题 B 题：物品分拣搬送装置 1任务 在一个以木条（截面不大于 3cm4cm，木质本色）围成的 100cm150cm 的 A 区域内，散落 着边长均为 4cm 的正方体。 设计

4、一 自动物体搬运系统，能够快速将这 些正方体移至指定区域。A 区域的 颜色为白色，B 区域为黑色，C 区 域为红色。 2要求 （1） 在 A 区域内任意放置 A-3 了 12 只黑色正方体，以最快的速度将这些正方体移送到 B 区域，完成时间不得 超过 180 秒；（24 分） （2） 将 A 区域的 12 只黑色正方体以最快的速度移送到红色 C 区域；完成时间不得超 过 180 秒；（26 分） （3） A 区域 12 只正方体中有桔黄色与黑色两种颜色，以最快的速度将桔黄色正方体 移送到红色 C 区域；（20 分） （4） 将 A 区域中的正方体改为乒乓球，仍然有桔黄与黑色两种颜色，以最快的速

5、度将 桔黄色乒乓球移送到红色 C 区域；（25 分） （5） 其他。（5 分） （6） 设计报告（20 分） 项项目目主要内容主要内容满分满分 方案论证 系统结构及实现方法论证 3 理论分析与计算 机械机构及电路设计 5 电路与程序设计物品辨识及搬运机构运动控制方法5 测试方案与测试结果系统测试5 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 总总 分分20 3.说明 （1） A、B、C 各区域地面及围栏的高度都是 3cm，A 与 B 之间无间隔，C 与 A 之 间的边界木条有一个长度为 20cm 的缺口； （2） 搬运物品过程中不得人为干预（如遥控等） ； （3） 开始搬运物

6、品前， 不得设置搬运物体的数量； 运动机构需从右上方指定位置 D 处开始启动； （4） 正方体可采用木质 PVC、泡沫或其他轻质非金属材料，不得含磁性物质，重 量不超过 40 克； （5） 不限制移送物品执行机构的形式及搬运方式；执行机构可以进入 A、B、C 各 区域； （6） 在要求（3）及（4）中，误搬黑色物体或乒乓球到 C 区扣分； （7） B、C 区域的颜色如下：红色（R=255、G=0、B=0） ，黑色（R=0、G=0、B=0） ； A-4 （8） 乒乓球采用彩色乒乓球中桔黄色和黑色 （或比赛用标准桔黄及用黑色喷涂的乒 乓球） ；正方体的颜色尽量接近乒乓球的颜色， 。 （9） 测试时

7、，场地和被搬运物自备。 2016年TI杯大学生电子设计竞赛 D 题：单相正弦波变频电源 1任务 设计并制作一个单相正弦波变频电源，其原理框图如图 1 所示。变压器输入电压 U1=220V，变频电源输出交流电压 UO为 36V，额定负载电流 IO为 2A，负载为电阻性负 载。 图 1 单相正弦波变频电源原理框图 2要求 （1）输出频率范围为 20Hz100Hz，UO=360.1V 的单相正弦波交流电。（15 分） （2）输出频率 fO=500.5Hz，电流 IO=20.1A 时，使输出电压 UO=360.1V。 （10 分） （3）负载电流 IO在 0.22A 范围变化时， 负载调整率 SI0.

8、5%。（15 分） （4）负载电流 IO=2A， U1在 198V242V 范围变化时， 电压调整率 SU0.5%。（15 分） （5）具有过流保护，动作电流 IO(th)=2.50.1A，保护时自动切断输入交流电源。 （ 1 0 分） （6）IO=2A，UO=36V 时，输出正弦波电压的 THD2%。（15 分） （7）IO=2A，UO=36V 时，变频电源的效率达到 90%。（15 分） （8）其他。（5 分） A-5 （9）设计报告（20 分） 项目 主要内容满分 方案论证设计与论证，方案描述3 理论分析与计算电路结构设计，器件选择，仿真分析5 电路与程序设计电路图及有关设计文件5 测试

9、方案与测试结果测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析5 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 总 分20 3说明 （1）变频电源系统（包括辅助电源）供电仅由变压器输出 U2提供。 （2）题中交流参数均为有效值。 （3）本题定义：负载调整率 OI2OI1 I OI1 100% UU S U ，其中 UOI1为 IO=0.2A 时的 输出电压；UOI2为 IO=2.0A 时的输出电压。 （4）本题定义：电压调整率 OU2OU1 U OU1 100% UU S U ，UOU1为 U1=198V 时的输出 电压；UOU2为 U1=242V 时的输出电压。 （5）辅助电源可购买电

10、源模块（亦可自制） ，作为作品的组成部分，测试时， 不再另行提供稳压电源。 （6）效率测量时，可采用功率分析仪或电参数测量仪测量，损耗应包括辅助 电源损耗，效率 O 2 P P ，PO为变频电源输出功率，P2为变压器输出功率。 （7）制作时需考虑测试方便，合理设置测试点。 2016年TI杯大学生电子设计竞赛 E 题：脉冲信号参数测量仪 1.任务 A-6 设计并制作一个数字显示的周期性矩形脉冲信号参数测量仪，其输入阻抗为 50。同时设计并制 作一个标准矩形脉冲信号发生器，作为测试仪的附加功能。 2.要求 （1）测量脉冲信号频率，频率范围为 10Hz2MHz，测量误差的绝对值不大于 0.1%。 （

11、15 分） （2）测量脉冲信号占空比 D，测量范围为 1090，测量误差的绝对值不大于 2%。 （15 分） （3）测量脉冲信号幅度，幅度范围为 0.110V，测量误差的绝对值不大于 2%。 （15 分） （4）测量脉冲信号上升时间，测量范围为 50.0999ns，测量误差的绝对值不大于 5%。 （15 分） （5）提供一个标准矩形脉冲信号发生器，要求：（30 分） a)频率为 1MHz，误差的绝对值不大于 0.1%； b)脉宽为 100ns，误差的绝对值不大于 1%； c)幅度为 50.1V（负载电阻为 50） ； d)上升时间不大于 30ns，过冲不大于 5%。 （6）其他。（10 分）

12、（7）设计报告。（20 分） 项项目目主要内容主要内容满分满分 方案论证比较与选择,方案描述3 理论分析与计算系统相关参数设计5 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 5 测试方案与测试结果测试结果完整性，测试结果分析5 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 总总 分分20 3.3.说明说明 （1）脉冲信号参数的定义如图 1 所示。其中，上升时间是指输出电压从上升到所需要的时间； 过冲是指脉冲峰值电压超过脉冲电压幅度 的程度，其定义为。 A-7 图 1脉冲信号参数的定义 （2） 被测脉冲信号可采用基于 DDS 的任意波形信号发生器产生的

13、信号。 2016年TI杯大学生电子设计竞赛 F 题：位同步时钟提取电路 1. 任务任务 设计并制作一个从二进制基带信号中提取位同步时钟的电路，并能测定和显示提取 出的位同步时钟频率，设计制作的电路组成框图如图 1 所示。 2要求要求 （1）设计制作“基带信号产生电路” ，用来模拟二进制数字通信系统接收端中被抽 样判决的非逻辑电平基带信号。 要求：（15 分） m 序列发生器的反馈特征多项式（本原多项式）为1)( 2348 xxxxxf， 其序列输出信号及外输入 ck 信号均为 TTL 电平。 设计制作 3dB 截止频率为 300kHz 的无限增益多路负反馈二阶有源低通滤波 器，对 m 序列输出

14、信号进行滤波，并衰减为峰-峰值 0.1V 的基带模拟信号（A 信号） 。 （2）当 m 序列发生器外输入 ck 信号频率为 200kHz 时，设计制作可从 A 信号中提 取出位同步时钟 （B 信号） 的电路， 并数字显示同步时钟的频率。（30 分） （3）改进位同步时钟提取电路，当 m 序列发生器外输入 ck 信号频率在 图 1设计制作的电路组成框图 （TTL 电平） 二阶有源低通 滤波与衰减器 基带信号产生电路 外输入 ck 信号位同步时钟 提取电路 位同步时钟 频率数显 A 位同步时钟输出 B m 序列 发生器 A-8 200kHz240kHz 之间变化时，能从 A 信号中自适应提取位同步

15、时钟，并数字显示同步时 钟的频率。 （30 分） （4）降低位同步时钟（B 信号）的脉冲相位抖动量 ，要求 max 1 个位同步时钟 周期的10%。 （15 分） （5）其他。（10 分） （6）设计报告。（20 分） 项项目目主要内容主要内容满分满分 方案论证比较与选择，方案描述3 理论分析与计算系统相关参数设计5 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 5 测试方案与测试结果测试结果完整性，测试结果分析5 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 总分总分20 3说明说明 （1）位同步是数字同步传输的基础同步技术，是指接收端提取的位同步

16、时钟与发送 端位时钟在频率上严格相等、相位差固定的信号同步状态。接收端位时钟需从收到的基 带数据序列中提取，并将作为接收端的抽样判决脉冲及进一步实现其他同步使用。数字 通信系统中的“位”指的是最基本的码元，发送端位时钟（题目中 m 序列发生器外输入 时钟 ck）是数据序列的码元时钟。 （2） 要求“基带信号产生电路”必须制成单独的电路板，只能用两条输出信号线（A 信号线、地线）与位同步时钟提取电路部分连接。 （3）无限增益多路负反馈二阶有源低通滤波器类型（如切比雪夫型或巴特沃斯型） 不限。 2016年TI杯大学生电子设计竞赛 G 题：简易电子秤 2. 任务任务 设计并制作一个以电阻应变片为称重传感器的简易电 子秤，电子秤的结构如右图所示。如右图所示，铁质悬臂梁 固定在支架上，支架高度不大于 40cm，支架及秤盘的形状 与材质不限。悬臂梁上粘贴电阻应变片作为称重传感器。 A-9 2要求要求 （1）电子秤可以数字显示被称物体的重量，单位克（g） ； （10 分