2007年全国大学生电子设计竞赛试题 [复制链接]

.......2007年9月3日8:00竞赛正式开始。本科组参赛队只能a、b、c、d、e、f题目中任选一题；高职高专组参赛队原则上在g、h、i、j题中选一题，也可以选择其他题目。....任竞赛期间，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....2007年9月6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。.........

题目转贴上来大家看看，其中b题“无线识别”有兴趣的可以试试看，挺好玩的

音频信号分析仪（a题）
【本科组】
一、任务
设计、制作一个可分析音频信号频率成分，并可测量正弦信号失真度的仪器。
二、要求
1．基本要求
（1）输入阻抗：50Ω
（2）输入信号电压范围（峰-峰值）：100mv～5v
（3）输入信号包含的频率成分范围：200hz～10khz
（4）频率分辨力：100hz（可正确测量被测信号中，频差不小于100hz的频率分量的功率值。）
（5）检测输入信号的总功率和各频率分量的频率和功率，检测出的各频率分量的功率之和不小于总功率值的95%；各频率分量功率测量的相对误差的绝对值小于10%，总功率测量的相对误差的绝对值小于5%。
（6）分析时间：5秒。应以5秒周期刷新分析数据，信号各频率分量应按功率大小依次存储并可回放显示，同时实时显示信号总功率和至少前两个频率分量的频率值和功率值，并设暂停键保持显示的数据。
2．发挥部分
（1）扩大输入信号动态范围，提高灵敏度。
（2）输入信号包含的频率成分范围：20hz～10khz。
（3）增加频率分辨力20hz档。
（4）判断输入信号的周期性，并测量其周期。
（5）测量被测正弦信号的失真度。
（6）其他。
三、说明
1．电源可用成品，必须自备，亦可自制。
2．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、和完整的测试结果用附件给出。
四、评分标准
设计报告      项 目      主要内容      分数
     系统方案      比较与选择方案描述      5
     理论分析与计算      放大器设计功率谱测量方法周期性判断方法      15
     电路与程序设计      电路设计程序设计      10
     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      12
     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      8
     总分      50
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      10
     完成第（3）项      10
     完成第（4）项      10
     完成第（5）项      5
     其他      5
     总分      50

http://www.nuedc.com.cn/exam/2007/b.htm
无线识别装置（b题）

【本科组】

一、任务

设计制作一套无线识别装置。该装置由阅读器、应答器和耦合线圈组成，其方框图参见图1。阅读器能识别应答器的有无、编码和存储信息。

d

阅读器

应答器

耦合线圈

耦合线圈

外接

单电源


装置中阅读器、应答器均具有无线传输功能，频率和调制方式自由选定。不得使用现有射频识别卡或用于识别的专用芯片。装置中的耦合线圈为圆形空芯线圈，用直径不大于1mm的漆包线或有绝缘外皮的导线密绕10圈制成。线圈直径为6.6±0.5 cm（可用直径6.6 cm左右的易拉罐作为骨架，绕好取下，用绝缘胶带固定即可）。线圈间的介质为空气。两个耦合线圈最接近部分的间距定义为d。

阅读器、应答器不得使用其他耦合方式。

二、要求

1．基本要求

（1）应答器采用两节1.5v干电池供电，阅读器用外接单电源供电。阅读器采用发光二极管显示识别结果，能在d尽可能大的情况下，识别应答器的有无。识别正确率≥80%，识别时间≤5秒，耦合线圈间距d≥5cm。

（2）应答器增加编码预置功能，可以用开关预置四位二进制编码。阅读器能正确识别并显示应答器的预置编码。显示正确率≥80%，响应时间≤5秒，耦合线圈间距d≥5cm。

2．发挥部分

（1）应答器所需电源能量全部从耦合线圈获得（通过对耦合到的信号进行整流滤波得到能量），不允许使用电池及内部含有电池的集成电路。阅读器能正确读出并显示应答器上预置的四位二进制编码。显示正确率≥80%，响应时间≤5秒，耦合线圈间距d≥5cm。

（2）阅读器采用单电源供电，在识别状态时，电源供给功率≤2w。在显示编码正确率≥80%、响应时间≤5秒的条件下，尽可能增加耦合线圈间距d。

（3）应答器增加信息存储功能，其存储容量大于等于两个四位二进制数。装置断电后，应答器存储的信息不丢失。无线识别装置具有在阅读器端写入、读出应答器存储信息的功能。

（4）其他。

三、说明

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、主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序用附件给出。

四、评分标准

设计报告
项 目
主要内容
满分

系统方案
无线识别装置总体方案设计
6

理论分析与计算
耦合线圈的匹配理论

阅读器发射电路分析

阅读器接收电路分析
9

电路与程序设计
阅读器电路设计计算

应答器电路设计计算

总体电路图

识别装置工作流程图
19

测试方案与测试结果
调试方法与仪器

测试数据完整性

测试结果分析
8

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
8

总分
50

基本要求
实际制作完成情况
50

发挥部分
完成第（1）项
21

完成第（2）项
20

完成第（3）项
5

其他
4

总分

用户被禁言,该主题自动屏蔽!

只觉得开关电源的那题比较垃圾,居然先用线性变压器降压,而且那些参数要求也太低了吧!

我们是b题。。。。。。。。。。

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只觉得开关电源的那题比较垃圾,居然先用线性变压器降压,而且那些参数要求也太低了吧!

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我已经不在学校混了(两年前参加过),关于电源那题 不知坛子里面是否有仁兄选了,个人觉得有几个地方需要注意:
1.根据要求可以选择boost电路或者sepic ,因为未要求作隔离 所以不用变压器,否则效率肯定低几个点
2.电压调整率要求达到0.2% ,所以用tl431或者类似的电压作为参考源是明智的,否则pwm本身的参考电压稳定度达不到.
3.负载调整率要求0.5% ,而且是从短路到最大电流 这是最要命的 ,所以要加上死负载 比较节省功耗的办法是用辅助电源最为死负载,一举两得.
4.有个过流保护的要求,所以要采样电流,用电阻的方式太浪费功率 所以奢侈点用hct去取样(竞赛题目跟产品差的太远)
5.单片机显示部分占的分数太低,最好能做一套模拟步进的最为备用 否则因为数字电路问题而全盘歇菜真的得不偿失了
以上为个人之见解,欢迎跟大家交流讨论 ,^_^

[quote=逍遥火腿]我已经不在学校混了(两年前参加过),关于电源那题 不知坛子里面是否有仁兄选了,个人觉得有几个地方需要注意:
1.根据要求可以选择boost电路或者sepic ,因为未要求作隔离 所以不用变压器,否则效率肯定低几个点
2.电压调整率要求达到0.2% ,所以用tl431或者类似的电压作为参考源是明智的,否则pwm本身的参考电压稳定度达不到.
3.负载调整率要求0.5% ,而且是从短路到最大电流 这是最要命的 ,所以要加上死负载 比较节省功耗的办法是用辅助电源最为死负载,一举两得.
4.有个过流保护的要求,所以要采样电流,用电阻的方式太浪费功率 所以奢侈点用hct去取样(竞赛题目跟产品差的太远)
5.单片机显示部分占的分数太低,最好能做一套模拟步进的最为备用 否则因为数字电路问题而全盘歇菜真的得不偿失了
以上为个人之见解,欢迎跟大家交流讨论 ,^_^[/quote]

我的一些看法:
1.由于没有对输入整流电路作任何要求,所以完全可以用倍压整流再buck,这样效率或许还能高点.
2.tl431最好是用,而且431的说明上本来就有一个现成图纸,哈哈,稍微改动即可,如不用这个图纸就找个电源芯片也行,能满足这种要求的片子有一抽屉.
3.这些参数在使用431后可以说很容易达到.
4.过流可以用电流互感器,用个磁环随便一绕就成,互感器可以用在输入的交流回路或后级直流回路(用单边互感器即可),再用个稳压管配合scr即可,完全可以满足这个题目的精度,这个题目中如果用稳压管不太好调节过流保护点,那就配个比较器和scr过流自锁.
5.数字显示和调节在题目中没有什么特殊规定,可以直接上3-1/2数字表头,哈哈,这样再用单片机就只要做键盘输入和步进调整就可以,电路难度降低.


总之就是觉得这个题目灵活性很大,方案有n种.
没搞过这些比赛,不知道有没有成本要求,如果有那可能就不能用俺说的一些办法了

参加过一次！
这种大赛是一种综合素质的大赛！！！呵呵！！！

2005年的参加了

一大学生就参加大赛,并且和我qq联络,他做的就是无线识别,居然连三极管怎么用都不知道,lc选频回路基本lc值都不会算!居然说发射几个周期波形去记数来识别!晕菜!

我做音频频谱分析仪,为了达到20hz的分辨率,电路设计搞到头痛.不过实测的效果至少可以保证有50hz.

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我做音频频谱分析仪,为了达到20hz的分辨率,电路设计搞到头痛.不过实测的效果至少可以保证有50hz.

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个人觉得，如果用dsp就比较简单了……
如果用电路的话，扫带发生器的频率控制是个问题

唉，晕哦晕哦……

写了个程序模仿了一下，只是单纯软件上的模仿，用的是亲爱的傅立叶……

我曾经以学生身份参加过1997，1999年两届竞赛，题目分别是：直流稳定电源，短波调频接收机。现在回过头来看，题目和指标要求确实比较简单，但要三个参赛（一个组）在四天三夜里连方案设计，详细原理，测试指标等报告及实物的最终完成，还是不容易。现在的题目越来越难，参与的外援也多了起来，希望楼上参加的比赛的朋友都能取得好成绩。。。。。。。。。

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我曾经以学生身份参加过1997，1999年两届竞赛，题目分别是：直流稳定电源，短波调频接收机。现在回过头来看，题目和指标要求确实比较简单，但要三个参赛（一个组）在四天三夜里连方案设计，详细原理，测试指标等报告及实物的最终完成，还是不容易。现在的题目越来越难，参与的外援也多了起来，希望楼上参加的比赛的朋友都能取得好成绩。。。。。。。。。

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呵呵，已经结束啦
其实确实是一种综合能力的比拼
能够寻找外援也是一种能力
有时候选一个好片子就能事半功倍
这个和以前不一样
现在的电子世界有些恐怖
有的人用程序就可以代替原来需要一大堆东西才能做起来的东西
有的人选一个好的片子就可以免掉一系列需要细心调试的东西
唉~实在是头晕了

这类题目只靠学生自己恐怕是做不出来的。不如出些能让学生独立完成的题目。

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这类题目只靠学生自己恐怕是做不出来的。不如出些能让学生独立完成的题目。

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如果没有相当的积累，参加这种比赛是很难拿奖项的:)
感觉这种竞赛赛的是老师而不是学生.........

[quote=小比尔/5]个人觉得，如果用dsp就比较简单了……
如果用电路的话，扫带发生器的频率控制是个问题

唉，晕哦晕哦……

写了个程序模仿了一下，只是单纯软件上的模仿，用的是亲爱的傅立叶……[/quote]
用dsp好像是最简单的.......看学生做的两个（非dsp的）方案...都用到了dds芯片。

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我做音频频谱分析仪,为了达到20hz的分辨率,电路设计搞到头痛.不过实测的效果至少可以保证有50hz.

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详细说来听听可好:)

[quote=永远的fm]我们是b题。。。。。。。。。。[/quote]
看来今年选b题的还不少哦。做得怎样呢？发挥部分的第三点做到了没？

我做音频频谱分析仪是用dds控制lpf的截止频率,然后再对过滤后的信号电压进行采样