全国大学生电子设计竞赛历届赛题(1994-2019年）.pdf

### 全国大学生电子设计竞赛知识点解析 #### 一、简易数控直流电源 **知识点概述：** 本设计任务要求学生设计一款简易数控直流电源，具备一定的输出电压范围和功能，并能够通过简单的用户界面进行控制。 **核心知识点：** 1. **输出电压控制：** - **范围与步进：** 输出电压需能在0~+9.9V之间调整，步进为0.1V。 - **纹波限制：** 纹波不超过10mV，确保电源稳定性。 - **显示与控制：** 通过数码管显示当前电压值，用户可通过“+”、“-”按键调整电压。 2. **输出电流规格：** - **最大输出电流：** 500mA，确保电源能满足大多数小型电子设备的需求。 3. **自制稳压电源：** - **输出电压等级：** ±15V、+5V，为整个系统提供稳定的电源支持。 4. **发挥部分：** - **预置电压功能：** 实现电压值的预设，提高操作便捷性。 - **自动扫描功能：** 无需人工干预即可实现电压的自动变化。 - **扩展输出类型：** 如添加三角波输出等功能，增强电源灵活性。 **评分标准：** - **方案设计与论证：** 包括设计方案的合理性、可行性分析等。 - **理论计算与分析：** 对电源性能的理论计算及分析。 - **电路图：** 提供完整清晰的电路设计图纸。 - **实际完成情况：** 设计作品的实际效果与预期目标的一致性。 - **总结报告：** 设计过程中的心得体会、问题解决方法等。 #### 二、多路数据采集系统 **知识点概述：** 此任务旨在设计一个多路数据采集系统，用于远程采集和显示数据。 **核心知识点：** 1. **模拟信号产生器：** - **正弦波信号发生器：** 需要能够改变振荡频率，使频率在200Hz~2kHz范围内变化。 - **频率电压变换：** 将不同频率转换为1~5V的直流电压。 2. **八路数据采集器：** - **模拟信号转换：** 将模拟信号转换为8位二进制数字信号。 - **并/串变换：** 采用并/串变换电路将数据发送至传输线路。 3. **主控器：** - **数据采集与显示：** 支持循环采集和选择采集两种模式，并能够同时显示地址和数据。 - **串行通信：** 通过串行通信线路进行数据传输。 4. **发挥部分：** - **提高线性关系：** 优化电路设计，提高频率与电压之间的线性关系。 - **减少传输线数量：** 减少硬件成本，简化系统结构。 - **其他功能改进：** 如增加传输距离、改善显示效果等。 **评分标准：** - **方案设计与论证：** 包括设计方案的合理性、可行性分析等。 - **理论计算与分析：** 对系统性能的理论计算及分析。 - **电路图：** 提供完整清晰的电路设计图纸。 - **实际完成情况：** 设计作品的实际效果与预期目标的一致性。 - **总结报告：** 设计过程中的心得体会、问题解决方法等。 #### 三、实用低频功率放大器 **知识点概述：** 本设计任务要求设计并制作一款具有弱信号放大能力的低频功率放大器。 **核心知识点：** 1. **放大器性能指标：** - **输出功率：** 在RL=8Ω的情况下，输出功率需达到10W以上。 - **带宽：** 50~10000Hz。 - **非线性失真系数：** ≤3%。 - **效率：** ≥55%。 - **噪声水平：** RL=8Ω时，交流声功率≤10mW。 2. **稳压电源设计：** - **自定义设计：** 设计满足任务需求的稳压电源。 3. **发挥部分：** - **时间响应特性：** 改善放大器的时间响应，如缩短上升和下降时间等。 - **性能提升：** 提高放大器的效率、降低非线性失真等。 **评分标准：** - **设计与总结报告：** 包括设计方案的合理性、可行性分析等。 - **实际制作完成情况：** 设计作品的实际效果与预期目标的一致性。 - **发挥部分：** 完成额外任务的能力展示。 - **特色与创新：** 设计中的创新点和技术特色。 #### 四、实用信号源的设计和制作 **知识点概述：** 此任务要求设计并制作一个能够产生正弦波和脉冲波信号的信号源。 **核心知识点：** 1. **正弦波信号源：** - **频率调节：** 能够在20Hz~20kHz范围内调节频率。 - **频率稳定度：** 优于10^-4。 - **失真系数：** ≤3%。 - **频率显示：** 5位数字显示。 2. **脉冲波信号源：** - **频率调节：** 同正弦波信号源。 - **上升时间和下降时间：** ≤1μs。 - **平顶斜降：** ≤5%。 - **占空比调节：** 可调范围2%~98%，步长为2%。 3. **发挥部分：** - **更高精度：** 提升频率调节的精度至1Hz。 **评分标准：** - **方案设计与论证：** 包括设计方案的合理性、可行性分析等。 - **理论计算与分析：** 对信号源性能的理论计算及分析。 - **电路图：** 提供完整清晰的电路设计图纸。 - **实际完成情况：** 设计作品的实际效果与预期目标的一致性。 - **总结报告：** 设计过程中的心得体会、问题解决方法等。 通过上述设计任务的解析可以看出，全国大学生电子设计竞赛旨在考察参赛者在电子设计领域的基础知识、创新能力以及实践能力。这些任务不仅涵盖了电子工程的基本概念和技术，还要求参赛者能够综合运用所学知识解决实际问题，对于培养学生的综合素质具有重要意义。