全國大學生電子設計競賽2010年TI杯模擬電子系統(tǒng)專題邀請賽試題

1、全國大學生電子設計競賽2010年TI杯模擬電子系統(tǒng)專題邀請賽試題寬帶放大器(A題)'、任務設計制作一個5V單電源供電的寬帶低噪聲放大器，輸出為 50Q阻性負載。 、要求1. 基本要求(1) 限定采用高速運算放大器 OPA820ID作為第一級放大電路，THS3091D 作為末級放大電路，利用 DC-DC變換器TPS61087DRC為末級放大電 路供電；(2) 放大器電壓增益三40dB(100倍)，并盡量減小帶波動；(3) 在最大增益下，放大器下限截止頻率不高于20Hz,上限截止頻率不低 于 5MHz;(4) 在輸出負載上，放大器最大不失真輸出電壓峰峰值> 10V2. 發(fā)揮部分(1)

2、 在達到40dB電壓增益的基礎上，提高放大器上限截止頻率，使之不低 于 10MHz;(2) 盡可能降低放大器的輸出噪聲；(3) 放大器輸入為正弦波時，可測量并數(shù)字顯示放大器輸出電壓的峰峰值和有效值，輸出電壓(峰峰值)測量圍為0.510V，測量相對誤差小于5%;(4) 其他。三、評分標準設計報告項目分數(shù)系統(tǒng)方案2理論分析與計算9電路與程序設計8測試方案與測試結果8設計報告結構及規(guī)性3小計30基本要求完成第（1）項12完成第（2）項10完成第（3）項18完成第（4）項10小計50發(fā)揮部分完成第（1）項10完成第（2）項20完成第（3）項10完成第（4）項10小計50總分130圖1光源跟蹤系統(tǒng)示意圖

3、點光源跟蹤系統(tǒng)(B題)、任務設計并制作一個能夠檢測并指示點光源位置的光源跟蹤系統(tǒng)，系統(tǒng)示意圖如 圖1所示。光源B使用單只1W白光LED，固定在一支架上。LED的電流能夠在150350mA的圍調節(jié)。初始狀態(tài)下 光源中心線與支架間的夾角 B約為60o,光源距地面高約 100cm,支架可以用手動方式 沿著以A為圓心、半徑r約 173cm的圓周在不大于土 45o 的圍移動，也可以沿直線LM 移動。在光源后3 cm距離、 光源中心線垂直平面上設置 一直徑不小于 60cm暗色紙 板。光源跟蹤系統(tǒng)A放置在地面，通過使用光敏器件檢測光照強度判斷光源的位置，并以激光筆指示光源的位置。、要求1. 基本要求(1)

4、光源跟蹤系統(tǒng)中的指向激光筆可以通過現(xiàn)場設置參數(shù)的方法盡快指向點 光源；(2) 將激光筆光點調偏離點光源中心 30cm時，激光筆能夠盡快指向點光源；(3) 在激光筆基本對準光源時，以A為圓心，將光源支架沿著圓周緩慢(1015 秒)平穩(wěn)移動20o (約60cm)，激光筆能夠連續(xù)跟蹤指向LED點光源；2. 發(fā)揮部分(1) 在激光筆基本對準光源時，將光源支架沿著直線LM平穩(wěn)緩慢(15秒) 移動60cm,激光筆能夠連續(xù)跟蹤指向光源。(2) 將光源支架旋轉一個角度 B(w 20o)，激光筆能夠迅速指向光源。(3) 光源跟蹤系統(tǒng)檢測光源具有自適應性，改變點光源的亮度時(LED驅 動電流變化土 50mA)，能

5、夠實現(xiàn)發(fā)揮部分(1)的容；(4) 其他。三、說明1作為光源的LED的電流應該能夠調整并可測量；2測試現(xiàn)場為正常室光照，跟蹤系統(tǒng) A不正對直射和強光源；3 系統(tǒng)測光部件應該包含在光源跟蹤系統(tǒng) A中；4光源跟蹤系統(tǒng)在尋找跟蹤點光源的過程中，不得人為干預光源跟蹤系統(tǒng)的 工作；5除發(fā)揮部分（3）項目外，點光源的電流應為300± 15 mA;6在進行發(fā)揮部分（3）項測試時，不得改變光源跟蹤系統(tǒng)的電路參數(shù)或工作 模式；四、評分標準設計 報告項目分數(shù)系統(tǒng)方案2理論分析與計算8電路與程序設計9測試方案與測試結果8設計報告結構及規(guī)性3小計30基本要求完成第（1）項10完成第（2）項20完成第（3）項2

6、0小計50發(fā)揮 部分完成第（1）項15完成第（2）項15完成第（3）項15其他5小計50總分130信號波形合成實驗電路(C題)一、任務設計制作一個電路，能夠產生多個不同頻率的正弦信號，并將這些信號再合成為近似方波和其他信號。電路示意圖如圖 1所示：圖1電路示意圖、要求1. 基本要求(1) 方波振蕩器的信號經分頻與濾波處理，同時產生頻率為10kHz和30kHz 的正弦波信號，這兩種信號應具有確定的相位關系；(2) 產生的信號波形無明顯失真，幅度峰峰值分別為6V和2V;(3) 制作一個由移相器和加法器構成的信號合成電路，將產生的10kHz和30kHz正弦波信號，作為基波和3次諧波，合成一個近似方波

7、，波形幅2. 發(fā)揮部分(1) 再產生50kHz的正弦信號作為5次諧波，參與信號合成，使合成的波 形更接近于方波；(2) 根據(jù)三角波諧波的組成關系，設計一個新的信號合成電路，將產生的10kHz、30kHz等各個正弦信號，合成一個近似的三角波形；（3） 設計制作一個能對各個正弦信號的幅度進行測量和數(shù)字顯示的電路，測 量誤差不大于5%;（4）其他。三、評分標準設計報告項目分數(shù)系統(tǒng)方案2理論分析與計算9電路與程序設計8測試方案與測試結果8設計報告結構及規(guī)性3小計30基本要求完成第（1）項12完成第（2）項12完成第（3）項26小計50發(fā)揮部分完成第（1）項10完成第（2）項20完成第（3）項15完成第

8、（4）項5小計50總分130關于 2010 年“ TI 杯”省大學生電子設計競賽實施過程的有關說明 為了更好地規(guī)2010年TI杯”省大學生電子設計競賽組織工作，保證競賽的 公正性，本文件根據(jù)今年競賽工作的特點， 補充了一些工作要求， 并重申競賽規(guī) 則和競賽紀律。希望各學校競賽組織者和參賽者認真閱讀并遵照執(zhí)行。一、關于競賽紀律1、參賽者必須是有正式學籍的全日制在校本、專科學生，應準備能夠證明 參賽者學生身份的有效證件（如學生證）隨時備查。每隊嚴格限制 3 人，開賽后 不得中途更換隊員。2、各參賽學校的組織工作由各校指定部門（如：教務處）負責。應指定一 名學校競賽負責人。3、競賽期間，參賽隊員應本

9、著誠信原則，在指定競賽場地完成全部競賽任 務，不允許將設計制作實物帶出競賽場地。 競賽期間，參賽隊員不得與他人交流， 任何教師和其他人員不得介入， 如發(fā)現(xiàn)教師參與、 隊與隊之間交流、 不按規(guī)定時 間發(fā)卷、收卷和泄題等違規(guī)現(xiàn)象，將立即取消其參賽、評獎資格。4、對違反測試、評審及評獎有關規(guī)定的學校，全國大學生電子設計競賽賽 區(qū)組委會不承認其評獎結果， 對違反規(guī)章制度的人和事， 將報請省教育廳有關部 門處理。二、關于競賽規(guī)則1、要求各參賽隊在 TI公司MCU（ MSP430 Cortex M3或C2000系列）和模 擬器件（運算放大器、 數(shù)據(jù)轉換器、 電源管理、 模擬開關、 比較器、 射頻與通信、

10、傳感器等芯片）中使用不少于 3 種器件。不限于 TI 公司為競賽所發(fā)放的器件， 多用也不限。2、參賽作品允許不使用 MCU若采用MCU則要求使用MSP430 Cortex M3 或C2000系列中的某一個或幾個型號處理器。3、在本次競賽中， 某些賽題將會限定使用某 1 種或幾種所發(fā)放的 TI 公司器 件。除此之外的賽題，均應符合以上 1、 2條規(guī)則。4、 允許提前做好貼片封裝芯片的轉接板。 根據(jù) TI 公司的建議， 本次競賽允 許在高速運放轉接板上做上關鍵的去耦和反饋節(jié)點，允許在DC/DC轉接板上做上 關鍵的外圍電路， 以減少寄生效應。 但板上的器件不能任意擴展， 并且每個轉接 板只能含一個芯

11、片，否則，酌情扣分。5、評審時，允許自帶電源，也可以使用競賽現(xiàn)場提供的電源。6、評審時，參賽隊必須在規(guī)定的時間完成電路恢復工作和測試工作，對超時參賽隊測試專家有權結束該隊的測試。7、在本次競賽中，本科組與高職高專組將使用同一套賽題，但獎項分別設 置。三、關于競賽時間及操作方法1、競賽定于 2010年 8月19日上午 8時（周四）至 8月22日（周日）晚 8 時舉行。賽題將于競賽開始時在大學（網址： ）中教務部主頁的右 下方“數(shù)模、電子設計競賽 ”欄中公布，不再下發(fā)書面題目，有特殊困難的參賽院 校請與賽區(qū)組委會聯(lián)系。2、 請在大學教務部下載2010年省“TI杯”大學生電子設計競賽登記表， 并按規(guī)

12、定填寫完后和設計報告一起封裝在檔案袋中于交卷時上交。3、8月22日（周日）晚8時競賽結束時，各參賽學校將各參賽隊的設計報 告裝入檔案袋后用加蓋參賽學校教務處 2個公章的密封條密封后單獨上交（參賽 隊少的用一個檔案袋，參賽隊多的可用多個檔案袋封裝）。每個參賽隊的制作實 物單獨進行密封，制作實物的密封條由各參賽校自行解決， 每密封條上須加蓋參 賽學校教務處的公章3個，分別貼在封裝箱的正面和反面。每個參賽隊應在箱外 留有自己能識別的記號。4、 設計報告寫作與裝訂要求：設計報告正文的圖文篇幅限制為6 頁，第一頁含300字以的設計中文摘要，正文采用小四號宋體字，單倍行距，標 題字號自定，一律采用A4紙縱

13、向打印、裝訂，裝訂時第一頁為空白頁，電路圖可另附。設計報告每頁上方必須留出3cm空白，空白不得有任何文字，每頁 右下角注明頁碼，報告用紙由各參賽校自行解決。5、設計報告的密封方法：競賽結束時，參賽隊按設計報告頁碼順序整理好并將設計報告密封紙在距設計報告上端約2cm處裝訂（裝訂時第一頁為空白頁），然后將參賽隊所在學校、參賽隊編號和參賽學生寫在設計報告密封紙的最 上方。設計報告裝訂好后將密封紙掀起并折向報告背后， 最后用膠水在后面粘牢。 設計報告密封紙由各參賽學校自行解決，要求統(tǒng)一使用牛皮紙，尺寸為：長20cm 寬9cm設計報告上不允許出現(xiàn)參賽隊的學校、等文字。& 2010年8月22日晚2

14、2： 00前，各參賽學校將各參賽隊的設計報告的電子文稿用E-mail交賽區(qū)組委會辦公室（E-mail : jwhujuan6947sina或 hujuan699sohu.）;同時，2010年8月22日晚24:00前車程距4小時以的學校 將密封好的各參賽隊的設計報告和制作實物送交紡織大學校區(qū)現(xiàn)代教育中心。車程距超過4小時的學校應以最快的方式送交設計報告和制作實物。上交的設計報告與其電子文檔的容應該完全一致。7、交卷時，請各參賽學校注意查看“學生測試時間安排表”，并按時組織 所有參賽學生參加測試。如無特殊情況，組委會不再另行通知學生測試時間。8、2010年8月22日至8月29日，賽區(qū)組委會組織專家對所有的參賽隊進行測試和評審。四、關于評獎工作1、賽區(qū)組委會在賽區(qū)專家組的基礎上組成賽區(qū)評委會。賽區(qū)評委會將根椐參賽隊的作品進行測試和論文評審，根據(jù)成績確定推選出參加第二階段競賽的參 賽隊和省一、二、二等獎，并在本科組和咼職咼專組分別設立TI杯”。獲賽區(qū)獎的