全国大学生电子设计竞赛2010年TI杯模拟电子系统专题邀请赛试题

1、 全国大学生电子设计竞赛 2010年ti杯模拟电子系统专题邀请赛试题宽带放大器（a题） 一、任务设计制作一个5v单电源供电的宽带低噪声放大器，输出为50阻性负载。二、要求1基本要求（1）限定采用高速运算放大器opa820id作为第一级放大电路，ths3091d作为末级放大电路，利用dc-dc变换器tps61087drc为末级放大电路供电；（2）放大器电压增益40db(100倍)，并尽量减小带内波动； （3）在最大增益下，放大器下限截止频率不高于20hz，上限截止频率不低于5mhz；（4）在输出负载上，放大器最大不失真输出电压峰峰值10v。2发挥部分（1）在达到40db电压增益的基础上，提高放大

2、器上限截止频率，使之不低于10mhz； （2）尽可能降低放大器的输出噪声；（3）放大器输入为正弦波时，可测量并数字显示放大器输出电压的峰峰值和有效值，输出电压（峰峰值）测量范围为0.510v，测量相对误差小于5%；（4）其他。三、评分标准设计报告项 目分数系统方案2理论分析与计算9电路与程序设计8测试方案与测试结果8设计报告结构及规范性3小计30基本要求完成第（1）项12完成第（2）项10完成第（3）项18完成第（4）项10小计50发挥部分完成第（1）项10完成第（2）项20完成第（3）项10完成第（4）项10小计50 总分130点光源跟踪系统（b题）一、任务设计并制作一个能够检测并指示点光源

3、位置的光源跟踪系统，系统示意图如图1所示。光源b使用单只1w白光led，固定在一支架上。led的电流能够在150350ma的范围内调节。初始状态下光源中心线与支架间的夹角约为60，光源距地面高约100cm，支架可以用手动方式沿着以a为圆心、半径r约173cm的圆周在不大于45的范围内移动，也可以沿直线lm移动。在光源后3 cm距离内、光源中心线垂直平面上设置一直径不小于60cm暗色纸板。光源跟踪系统a放置在地面，通过使用光敏器件检测光照强度判断光源的位置，并以激光笔指示光源的位置。 图1 光源跟踪系统示意图二、要求1基本要求（1）光源跟踪系统中的指向激光笔可以通过现场设置参数的方法尽快指向点光

4、源； （2）将激光笔光点调偏离点光源中心30cm时，激光笔能够尽快指向点光源；（3）在激光笔基本对准光源时，以a为圆心，将光源支架沿着圆周缓慢（1015秒内）平稳移动20（约60cm），激光笔能够连续跟踪指向led点光源； 2发挥部分（1）在激光笔基本对准光源时，将光源支架沿着直线lm平稳缓慢（15秒内）移动60cm，激光笔能够连续跟踪指向光源。（2）将光源支架旋转一个角度（20），激光笔能够迅速指向光源。（3）光源跟踪系统检测光源具有自适应性，改变点光源的亮度时（led驱动电流变化50ma），能够实现发挥部分（1）的内容；（4）其他。三、说明1作为光源的led的电流应该能够调整并可测量；2测

5、试现场为正常室内光照，跟踪系统a不正对直射阳光和强光源；3系统测光部件应该包含在光源跟踪系统a中；4光源跟踪系统在寻找跟踪点光源的过程中，不得人为干预光源跟踪系统的工作；5除发挥部分（3）项目外，点光源的电流应为30015 ma； 6在进行发挥部分（3）项测试时，不得改变光源跟踪系统的电路参数或工作模式；四、评分标准设计报告项 目分数系统方案2理论分析与计算8电路与程序设计9测试方案与测试结果8设计报告结构及规范性3小计30基本要求完成第（1）项10完成第（2）项20完成第（3）项20小计50发挥部分完成第（1）项15完成第（2）项15完成第（3）项15其他5小计50 总分130信号波形合成实

6、验电路（c题）一、任务设计制作一个电路，能够产生多个不同频率的正弦信号，并将这些信号再合成为近似方波和其他信号。电路示意图如图1所示：图1 电路示意图二、要求1基本要求（1）方波振荡器的信号经分频与滤波处理，同时产生频率为10khz和30khz的正弦波信号，这两种信号应具有确定的相位关系；（2）产生的信号波形无明显失真，幅度峰峰值分别为6v和2v；（3）制作一个由移相器和加法器构成的信号合成电路，将产生的10khz和30khz正弦波信号，作为基波和3次谐波，合成一个近似方波，波形幅度为5v，合成波形的形状如图2所示。图2 利用基波和3次谐波合成的近似方波2发挥部分（1）再产生50khz的正弦信

7、号作为5次谐波，参与信号合成，使合成的波形更接近于方波；（2）根据三角波谐波的组成关系，设计一个新的信号合成电路，将产生的10khz、30khz等各个正弦信号，合成一个近似的三角波形；（3）设计制作一个能对各个正弦信号的幅度进行测量和数字显示的电路，测量误差不大于5；（4）其他。三、评分标准设计报告项 目分数系统方案2理论分析与计算9电路与程序设计8测试方案与测试结果8设计报告结构及规范性3小计30基本要求完成第（1）项12完成第（2）项12完成第（3）项26小计50发挥部分完成第（1）项10完成第（2）项20完成第（3）项15完成第（4）项5小计50 总分130关于2010年“ti杯”湖北省

8、大学生电子设计竞赛实施过程的有关说明为了更好地规范2010年“ti杯”湖北省大学生电子设计竞赛组织工作，保证竞赛的公正性，本文件根据今年竞赛工作的特点，补充了一些工作要求，并重申竞赛规则和竞赛纪律。希望各学校竞赛组织者和参赛者认真阅读并遵照执行。一、 关于竞赛纪律 1、参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应准备能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。2、各参赛学校的组织工作由各校指定部门（如：教务处）负责。应指定一名学校竞赛负责人。3、竞赛期间，参赛队员应本着诚信原则，在指定竞赛场地内完成全部竞赛任务，不允许将设计制作实物带出

9、竞赛场地。竞赛期间，参赛队员不得与他人交流，任何教师和其他人员不得介入，如发现教师参与、队与队之间交流、不按规定时间发卷、收卷和泄题等违规现象，将立即取消其参赛、评奖资格。4、对违反测试、评审及评奖有关规定的学校，全国大学生电子设计竞赛湖北赛区组委会不承认其评奖结果，对违反规章制度的人和事，将报请湖北省教育厅有关部门处理。二、关于竞赛规则1、要求各参赛队在ti公司mcu（msp430、cortex m3或c2000系列）和模拟器件（运算放大器、数据转换器、电源管理、模拟开关、比较器、射频与通信、传感器等芯片）中使用不少于3种器件。不限于ti公司为竞赛所发放的器件，多用也不限。2、参赛作品允许不

10、使用mcu，若采用mcu，则要求使用msp430、cortex m3或c2000系列中的某一个或几个型号处理器。3、在本次竞赛中，某些赛题将会限定使用某1种或几种所发放的ti公司器件。除此之外的赛题，均应符合以上1、2条规则。4、允许提前做好贴片封装芯片的转接板。根据ti公司的建议，本次竞赛允许在高速运放转接板上做上关键的去耦和反馈节点，允许在dc/dc转接板上做上关键的外围电路，以减少寄生效应。但板上的器件不能任意扩展，并且每个转接板只能含一个芯片，否则，酌情扣分。5、评审时，允许自带电源，也可以使用竞赛现场提供的电源。6、评审时，参赛队必须在规定的时间内完成电路恢复工作和测试工作，对超时参

11、赛队测试专家有权结束该队的测试。7、在本次竞赛中，本科组与高职高专组将使用同一套赛题，但奖项分别设置。 三、关于竞赛时间及操作方法1、竞赛定于2010年8月19日上午8时（周四）至8月22日（周日）晚8时举行。赛题将于竞赛开始时在武汉大学网站（网址：/）中教务部主页的右下方“数模、电子设计竞赛”栏中公布，不再下发书面题目，有特殊困难的参赛院校请与赛区组委会联系。2、请在武汉大学教务部网站下载2010年湖北省“ti杯”大学生电子设计竞赛登记表，并按规定填写完后和设计报告一起封装在档案袋中于交卷时上交。3、8月22日（周日）晚8时竞赛结束时，各参赛学校将各参赛队的设计报

12、告装入档案袋后用加盖参赛学校教务处2个公章的密封条密封后单独上交（参赛队少的用一个档案袋，参赛队多的可用多个档案袋封装）。每个参赛队的制作实物单独进行密封，制作实物的密封条由各参赛校自行解决，每张密封条上须加盖参赛学校教务处的公章3个，分别贴在封装箱的正面和反面。每个参赛队应在箱外留有自己能识别的记号。4、设计报告写作与装订要求：设计报告正文的图文篇幅限制为6页，第一页含300字以内的设计中文摘要，正文采用小四号宋体字，单倍行距，标题字号自定，一律采用a4纸纵向打印、装订，装订时第一页为空白页，电路图可另附。设计报告每页上方必须留出3cm空白，空白内不得有任何文字，每页右下角注明页码，报告用纸

13、由各参赛校自行解决。5、设计报告的密封方法：竞赛结束时，参赛队按设计报告页码顺序整理好并将设计报告密封纸在距设计报告上端约2cm处装订(装订时第一页为空白页)，然后将参赛队所在学校、参赛队编号和参赛学生姓名写在设计报告密封纸的最上方。设计报告装订好后将密封纸掀起并折向报告背后，最后用胶水在后面粘牢。设计报告密封纸由各参赛学校自行解决，要求统一使用牛皮纸，尺寸为：长20cm，宽9cm。设计报告上不允许出现参赛队的学校、姓名等文字。6、2010年8月22日晚22：00前，各参赛学校将各参赛队的设计报告的电子文稿用e-mail交赛区组委会办公室（e-mail：

14、或）；同时，2010年8月22日晚24:00前车程距武汉4小时以内的学校将密封好的各参赛队的设计报告和制作实物送交武汉纺织大学阳光校区现代教育中心。车程距武汉超过4小时的学校应以最快的方式送交设计报告和制作实物。上交的设计报告与其电子文档的内容应该完全一致。7、交卷时，请各参赛学校注意查看“学生测试时间安排表”，并按时组织所有参赛学生参加测试。如无特殊情况，组委会不再另行通知学生测试时间。8、2010年8月22日至8月29日，赛区组委会组织专家对所有的参赛队进行测试和评审。四、关于评奖工作1、赛区组委会在赛区专家组的基础上组成赛区评委会。赛区评委会将根椐参赛队的作品进行测试和论文评审，根据成绩确定推选出参加第二阶段竞赛的参赛队和省一、二、三等奖，并在本科组和高职高专组分别设立“ti杯”。获赛区奖的总队数