2021年-TI杯大學(xué)生電子設(shè)計競賽題目

*陽光明*編年I大生電設(shè)競賽（2021.03.07A：降壓型直開關(guān)穩(wěn)壓電源．任務(wù)以TI公的降壓控制器芯片CSD18532KCSMOS場效應(yīng)管為核心器件，設(shè)并制作一個降壓型直流開關(guān)穩(wěn)壓電源。額定輸入直流電壓為時，定輸出直流電壓為，輸出電流最大值為。測試電路可參考圖。圖電測試連接圖．求（1）額定輸入電壓下，輸出電壓偏差；（10）（2）額定輸入電壓下，最大輸出電流；（10）（3）輸出噪聲紋波電壓峰峰值：；分（4）從滿載變到輕載時，負(fù)載調(diào)整率；（10分（5）變化到17.6V13.6V，壓調(diào)整率：（10分（6）效率；（15分（7）具有過流保護(hù)功能，動作電流；（分*陽光明*編

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（8）電源具有負(fù)載識別功能。增加子端口，端口可外接電阻R1kΩ-10k作負(fù)載識別端口參考圖。電源根據(jù)通過測量端口識別電阻的值，確定出電壓，；（分（9）盡量減輕電源重量，使電源不含載的重量。15分（）設(shè)計報告（分項

主要內(nèi)

滿分方案論證

比較與選擇方案描述降低紋波的方法

3理論分析與計算變換方法穩(wěn)壓控制方法

6電路與程序設(shè)計測試方案與測試結(jié)果

主回路與器件選擇其它控制電路與控制程序(若有)測試方案及測試條件測試結(jié)果及其完整性測試結(jié)果分析

63設(shè)計報告結(jié)構(gòu)摘要、報告正文結(jié)構(gòu)、公式、圖表的完整性及規(guī)范性和規(guī)范性總分．明

220（1（2（3

該開關(guān)穩(wěn)壓電源不得采用品模塊制作。穩(wěn)壓電源若含其它控制、量電路都只能由端口供電，不得增加其他輔助電源。要求電源輸出電壓精確穩(wěn)，或，作品不參與測試。2016TI杯學(xué)生電子設(shè)計競賽題B題：品分揀搬送裝置．任務(wù)在一個以木條（截面不大

，質(zhì)本色）圍成的的A區(qū)內(nèi)，散落著邊長均為4cm正方體。設(shè)計*陽光明*編

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一自動物體搬運系統(tǒng)，能快速將這些正方體移至指定區(qū)域。A域的顏色為白色，區(qū)為黑色區(qū)為紅色．要求（1）（2）（3）（4）（5）（6）

在A區(qū)內(nèi)任意放了只色正方體，以最快的速度將這些B，完180秒（24分將A區(qū)的只色方體以最快的速度移送到紅色區(qū)域；完成時間不得超過；（26分A區(qū)域12正方體中有桔黃與黑色兩種顏色，以最快的速度將桔黃色正方體移送到紅色C；（20分將A區(qū)域中的正方體改乒乓球，仍然有桔黃與黑色兩種顏色，以最快的速度將桔黃乒乓球移送到紅色區(qū)；（25分其他。（5）設(shè)計報告（分項目方案論證理論分析與計算電路與程序設(shè)計測試方案與測試結(jié)果設(shè)計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性

主內(nèi)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及實現(xiàn)方法論證機械機構(gòu)及電路設(shè)計物品辨識及搬運機構(gòu)運動控制方法系統(tǒng)測試摘要，正文結(jié)構(gòu)規(guī)范，圖表的完整與準(zhǔn)確性總分

滿說明（1）（2）

ABC各域地面及圍欄的高度都是，AB之無間隔，C與A之的邊界木條有個長度為缺口；搬運物品過程中不得人為預(yù)（如遙控等）；*陽光明*編

1OOO*陽光明*編1OOO

（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）

開始搬運物品前，不得設(shè)搬運物體的數(shù)量；運動機構(gòu)需從右上方指定位置D處始動正方體可采用木質(zhì)PVC、泡沫或其他輕質(zhì)非金屬材，不得含磁性物質(zhì)，重量不超克不限制移送物品執(zhí)行機構(gòu)形式及搬運方式；執(zhí)行機構(gòu)可以進(jìn)入A、B各域；在要求（3及（4中，誤搬黑色物體或乒乓球到區(qū)分；BC區(qū)的顏色如下：紅色（R=255G=0B=0，黑色（R=0、）乒乓球采用彩色乒乓球中黃色和黑色（或比賽用標(biāo)準(zhǔn)桔黃及用黑色噴涂的乒乓球；正方體的顏色盡量接近乒乓球的顏色，。測試時，場地和被搬運物備。2016TI大生電子設(shè)計競賽D題：單相正弦波變頻電源1務(wù)設(shè)計并制作一個單相正弦變頻電源，其原理框圖如圖

1示。變壓器輸入電壓

U=220V，頻電源輸出交流電壓

U為，定負(fù)載電流I為2A負(fù)為電阻性載。圖1單正弦波變頻電源原框圖2求（1）

輸出頻率范圍為20Hz~100Hz，U=36的相正弦波交流電。（15）*陽光明*編

OOOOIOO(th)OOO*陽OOOOIOO(th)OOO

（2）

輸出頻率f=50±0.5Hz電I時，輸出電壓U。10分（3）

負(fù)載流I在0.2～2A圍變化，負(fù)載調(diào)整率≤0.5%。（分（4）

負(fù)載電流I=2AU在～242V范圍變化時，電壓調(diào)整率≤0.5%（15分（5）

具有過流保護(hù)，動作電流I=2.5±0.1A保護(hù)時自動切斷輸入交流電源。10分（6）

I=2A，U時輸出正弦波電壓的

THD。（15分（7）分）（8）（9）

I=2AU，變頻電源的效率達(dá)到90%（15其他。（）設(shè)計報告（）項目方案論證理論分析與計算電路與程序設(shè)計測試方案與測試結(jié)果設(shè)計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性總分

主要內(nèi)容設(shè)計與論證，方案描述電路結(jié)構(gòu)設(shè)計，器件選擇，仿真分析電路圖及有關(guān)設(shè)計文件測試方法與儀器，測試數(shù)據(jù)及測試結(jié)果分析摘要，正文結(jié)構(gòu)規(guī)范，圖表的完整與準(zhǔn)確性

滿分*陽光明*編

2IOI1OOI2OU11OU21O2*陽光明2IOI1OOI2OU11OU21O2

3明（1）

變頻電源系統(tǒng)（包括輔助源）供電僅由變壓器輸出U提。（2）

題中交流參數(shù)均為有效值（3）

本題定義：負(fù)載調(diào)整率

USOI1100%U

，其中U為I=0.2A時輸出電壓；U為I=2.0A時輸出電壓。（4）

本題定義：電壓調(diào)整率

U

U

100%

，U為U=198V時輸出電壓；U為U=242V時的輸出電壓。（5）

輔助電源可購買電源模塊亦可自制），作為作品的組成部分，測試時，再另行提供穩(wěn)壓電源。（6）

效率測量時，可采用功率析儀或電參數(shù)測量儀測量，損耗應(yīng)包括輔助電損耗，效率

POP2

，P為頻電源輸出功率，為壓器輸出功率。（7）

制作時需考慮測試方便，理設(shè)置測試點。2016TI大生電子設(shè)計競賽E題：脈沖信號參數(shù)測量儀任務(wù)設(shè)計并制作一個數(shù)字顯示周期性矩形脈沖信號參數(shù)測量儀，其輸入阻抗為同時計并制作一個標(biāo)準(zhǔn)矩形脈沖信號發(fā)生器，作為測試儀的附加功。要求*陽光明*編

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（）量沖信號頻率，頻率范圍為～2MHz測量誤差的絕對值不大于01%。（15分）（）測量脈沖信號占空比D測范圍為％90，量誤差的絕對值不大于2%。（15分）（3）量脈沖信號幅度，幅度范圍為～，測量誤差的絕對*陽光明*編

*陽光明*編

值不大于2%。（15分（）量脈沖信號上升時，測量范圍為～999ns量誤差（5）提供一個標(biāo)準(zhǔn)矩形脈沖信號發(fā)生，要求：

（30

的絕對值不大于5%。（15分）分）a)c)

頻率為1MHz，差的絕值不大于0.1%脈寬為，誤差的絕對值不大于；幅度為（載電阻為）*陽光明*編

ck*陽光明*編ck

上升時間不大于，過沖不大于5%（6）其他。（10分（7）設(shè)計報告。20分項目方案論證理論分析與計算電路與程序設(shè)計測試方案與測試結(jié)果設(shè)計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性說明

主內(nèi)比較與選擇,方案描述系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)設(shè)計系統(tǒng)組成，原理框圖與各部分的電路圖，系統(tǒng)軟件與流程圖測試結(jié)果完整性，測試結(jié)果分析摘要，正文結(jié)構(gòu)規(guī)范，圖表的完整與準(zhǔn)確性總分

滿（1脈沖信號參數(shù)的定義如圖示。其中，上升時間是指輸出電壓從上升到所需要時間；過沖是指脈沖峰值電壓超過脈沖電壓幅度的程度，其定義。圖沖信號參數(shù)的定義（2測脈沖信號可采用基于任意波形信號發(fā)器產(chǎn)生的信號。2016TI大生電子設(shè)計競賽F題：位步時鐘提取電路任設(shè)計并制作一個從二進(jìn)制帶信號中提取位同步時鐘的電路，并能測定和顯示提取出的同步時鐘頻率，設(shè)計制作的電路組成框外輸入圖如圖示。（TTL電平）

m序列發(fā)生器

二階有源低通濾波與衰減器

A

位同步時鐘提取電路

B

位同步時鐘頻率數(shù)顯．要求

基帶信號產(chǎn)生電路

位同步時鐘輸出*陽光明*編

圖1設(shè)制作的電路組成框圖

*陽光明*編

（設(shè)計制作“基帶信號產(chǎn)生路”，用來模擬二進(jìn)制數(shù)字通信系統(tǒng)接收端中被抽樣決的非邏輯電平基帶信號。要求：（分①序列發(fā)生器的饋特征多項式（本原多項式）f(x)x

8

x

4

x

3

2

，其序列輸出信號及外輸

ck信均為TTL電。②設(shè)計制作截頻為的無限增益多路負(fù)反饋二階有源低通濾波器，對m序輸出信號進(jìn)行濾波，并衰減為峰-值的帶模擬信號（A信）（2當(dāng)m序發(fā)生器外輸入ck信頻率為時設(shè)計制作可從A信中提取出位同步時號）的電路，并數(shù)字顯示同步時鐘的頻率。分（3改進(jìn)位同步時鐘提取電路，當(dāng)列發(fā)生器外輸入ck號頻率在之變化時，從A信中自應(yīng)提取位同步時鐘，并數(shù)字顯示步時鐘的頻率。（分（4降低位同步時鐘（B信）的脈沖相位抖動量

，要求

≤

1

個

位

同

步

時

鐘

周

期

的

10%

。（分（5其他。（10分（6設(shè)計報告。（分項目方案論證理論分析與計算電路與程序設(shè)計測試方案與測試結(jié)果*陽光明*編

主內(nèi)比較與選擇，方案描述系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)設(shè)計系統(tǒng)組成，原理框圖與各部分的電路圖，系統(tǒng)軟件與流程圖測試結(jié)果完整性，測試結(jié)果分析

滿

*陽光明*編設(shè)計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性

摘要，正文結(jié)構(gòu)規(guī)范，圖表的完整與準(zhǔn)確性。總

．說明（1位同步是數(shù)字同步傳輸?shù)幕A(chǔ)同技術(shù)，是指接收端提取的位同步時鐘與發(fā)送端時鐘在頻率上嚴(yán)格相等、相位差固定的信號同步狀態(tài)。接收端位鐘需從收到的基帶數(shù)據(jù)序列中提取，并將作為接收端的抽樣判決沖及進(jìn)一步實現(xiàn)其他同步使用。數(shù)字通信系統(tǒng)中的“位”指的是基本的碼元，發(fā)送端位時鐘（題目中序列發(fā)生器外輸入時鐘）是數(shù)據(jù)序列的碼元時鐘。（2要求“基帶信號產(chǎn)生電路”必須成單獨的電路板，只能用兩條輸出信號線（A號線、地線）與位同步時鐘提取電路部分連接。（3無限增益多路負(fù)反饋二階有源低濾波器類型（如切比雪夫型或巴特沃斯型）不。2016TI大生電子設(shè)計競賽G題：簡易電子秤任設(shè)計并制作一個以電阻應(yīng)片為稱重傳感器的簡易電子秤，電子秤的結(jié)構(gòu)如右圖所示。右圖所示，鐵質(zhì)懸臂梁固定在支架上，支架高度不大于40cm支及盤形狀與材質(zhì)不限。懸臂梁上粘貼電阻應(yīng)變片作為稱重感器。．要求（1電子秤可以數(shù)字顯示被稱物體的量，單位克）；（10分（2電子秤稱重范圍重量小于50g稱重差小于；量50g及上，稱重誤差?。唬?0）（）子可以設(shè)置單價（元/）可計算物品金額并實現(xiàn)金額累加；（15分（4）子秤具去皮功能去范圍不超過；（分（5其他。（10