【文章內(nèi)容簡介】 ，字長＝ 8 位； （ 6）回放語音質(zhì)量良好。 2．發(fā)揮部分 在保證語音質(zhì)量的前提下： （ 1）減少系統(tǒng)噪聲電平，增加自動音量控制功能； （ 2）語音存儲時(shí)間增加至 20秒以上； （ 3）提高存儲器的利用率（在原有存儲容量不變的前提下，提高語音存儲時(shí)間）； （ 4）其它（例如： 校正等）。 四、評分意見 項(xiàng) 目 滿分 基本要求 設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告：方案設(shè)計(jì)與論證，理論分析與計(jì)算，電路圖，測試方法與數(shù)據(jù)，對測試結(jié)果的分析 50 實(shí)際制作完成情況 50 發(fā)揮部分 完成第一項(xiàng) 15 完成第二項(xiàng) 5 完成第三項(xiàng) 15 完成第四項(xiàng) 15 五、說明 不能使用單片語音專用芯片實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)。 第五屆（ 2021 年）全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽題目 A 題波形發(fā)生器 一、任務(wù) 設(shè)計(jì)制作一個(gè)波形發(fā)生器，該波形發(fā)生器能產(chǎn)生正弦波、方波、三角波和由用戶編輯的特定形狀波形。示意圖如下： 二、要求 1．基本要求 （ 1）具有產(chǎn)生正弦波、方波、三角波三種周期性波形的功能。 （ 2）用鍵盤輸入編輯生成上述三種波形（同周期）的線性 組合波形，以及由基波及其諧波（ 5次以下）線性組合的波形。 （ 3）具有波形存儲功能。 （ 4）輸出波形的頻率范圍為 100Hz～ 20kHz（非正弦波頻率按 10 次諧波計(jì)算）；重復(fù)頻率可調(diào)，頻率步進(jìn)間隔 ≤100Hz 。 （ 5）輸出波形幅度范圍 0～ 5V（峰 峰值），可按步進(jìn) （峰 峰值）調(diào)整。 （ 6）具有顯示輸出波形的類型、重復(fù)頻率（周期）和幅度的功能。 2．發(fā)揮部分 （ 1）輸出波形頻率范圍擴(kuò)展至 100Hz～ 200kHz。 （ 2）用鍵盤或其他輸入裝置產(chǎn)生任意波形。 （ 3）增加穩(wěn)幅輸出功能 ，當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，輸出電壓幅度變化不大于 177。3% （負(fù)載電阻變化范圍： 100Ω ～ ∞ ）。 （ 4）具有掉電存儲功能，可存儲掉電前用戶編輯的波形和設(shè)置。 （ 5）可產(chǎn)生單次或多次（ 1000 次以下）特定波形（如產(chǎn)生 1 個(gè)半周期三角波輸出）。 （ 6）其它（如增加頻譜分析、失真度分析、頻率擴(kuò)展 200kHz、掃頻輸出等功能）。 三、評分標(biāo)準(zhǔn) 項(xiàng) 目 滿分 基本要求 設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告：方案比較、設(shè)計(jì)與論證，理論分析與計(jì)算，電路圖及有關(guān)設(shè)計(jì)文件，測試方法與儀器，測試數(shù)據(jù)及測試結(jié)果分析。 50 實(shí)際制作完成情況 50 發(fā)揮部分 完成第（ 1）項(xiàng) 10 完成第（ 2）項(xiàng) 10 完成第（ 3）項(xiàng) 10 完成第（ 4）項(xiàng) 5 完成第（ 5）項(xiàng) 5 完成第（ 6）項(xiàng) 10 B 題 簡易數(shù)字存儲示波器 一、任務(wù) 設(shè)計(jì)并制作一臺用普通示波器顯示被測波形的簡易數(shù)字存儲示波器，示意圖如下： 二、要求 1．基本要求 （ 1）要求儀器具有單次觸發(fā)存儲顯示方式，即每按動一次 “ 單次觸發(fā) ” 鍵，儀器在滿足觸發(fā)條件時(shí)，能對被測周期信號或單次非周期信號進(jìn)行一次采集與存儲，然后連續(xù)顯示。 （ 2）要求儀器的輸入阻抗大于 100kΩ ，垂直分辨率為 32級 /div，水平分辨率為 20 點(diǎn) /div；設(shè)示波器顯示屏水平刻度為 10div，垂直刻度為 8div。 （ 3）要求設(shè)置 、 、 20μs/div 三檔掃描速度，儀器的頻率范圍為 DC～ 50kHz，誤差 ≤5% 。 （ 4）要求設(shè)置 、 1V/div 二檔垂直靈敏度， 誤差 ≤5% 。 （ 5）儀器的觸發(fā)電路采用內(nèi)觸發(fā)方式，要求上升沿觸發(fā)、觸發(fā)電平可調(diào)。 （ 6）觀測波形無明顯失真。 2．發(fā)揮部分 （ 1）增加連續(xù)觸發(fā)存儲顯示方式，在這種方式下，儀器能連續(xù)對信號進(jìn)行采集、存儲并實(shí)時(shí)顯示，且具有鎖存（按 “ 鎖存 ” 鍵即可存儲當(dāng)前波形）功能。 （ 2）增加雙蹤示波功能，能同時(shí)顯示兩路被測信號波形。 （ 3）增加水平移動擴(kuò)展顯示功能，要求存儲深度增加一倍，并且能通過操作 “ 移動 ” 鍵顯示被存儲信號波形的任一部分。 （ 4）垂直靈敏度增加 ，以提高儀器的垂直靈敏 度，并盡力減 小輸入短路時(shí)的輸出噪聲電壓。 （ 5）其它。 三、評分標(biāo)準(zhǔn) 項(xiàng)目 滿分 基本要求 設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告：方案比較、設(shè)計(jì)與論證，理論分析與計(jì)算，電路圖及有關(guān)設(shè)計(jì)文件，測試方法與儀器，測試數(shù)據(jù)及測試結(jié)果分析。 50 實(shí)際制作完成情況 50 發(fā)揮部分 完成第（ 1）項(xiàng) 15 完成第（ 2）項(xiàng) 8 完成第（ 3）項(xiàng) 5 完成第（ 4）項(xiàng) 10 完成第（ 5）項(xiàng) 12 四、說明 測試過程中，不能對普通示波器進(jìn)行操作和調(diào)整。 C 題 自動往返電動小汽車 一、任務(wù) 設(shè)計(jì)并制作一個(gè)能自動往返于起跑線與終點(diǎn)線間的小汽車。允許用玩具汽車改裝，但不能用人工遙控（包括有線和無線遙控）。 跑道寬度 ，表面貼有白紙，兩側(cè)有擋板，擋板與地面垂直，其高度不低于 20cm。在跑道的 B、 C、 D、 E、 F、 G各點(diǎn)處畫有 2cm 寬的黑線，各段的長度如圖 1所示。 二、要求 1． 基本要求 （ 1）車輛從起跑線出發(fā)（出發(fā)前，車體不得超出起跑線），到達(dá)終點(diǎn)線后停留 10 秒，然后自動返回起跑線（允許倒車返回）。往返一次的時(shí)間應(yīng)力求最短（從合上汽車電源開關(guān)開始計(jì)時(shí)）。 （ 2）到達(dá)終點(diǎn)線和返回起跑線時(shí)，停車位置離起跑線和終點(diǎn)線偏差應(yīng)最?。ㄒ攒囕v中心點(diǎn)與終點(diǎn)線或起跑線中心線之間距離作為偏差的測量值）。 （ 3） D～ E間為限速區(qū)，車輛往返均要求以低速通過，通過時(shí)間不得少于 8秒，但不允許在限速區(qū)內(nèi)停車。 2．發(fā)揮部分 （ 1）自動記錄、顯示一次往返時(shí)間（記錄顯示裝置要求安裝在車上）。 （ 2）自動記錄、顯示行駛距離（記錄顯示裝置要求安裝在車上）。 （ 3）其它特色與創(chuàng)新。 三、評分標(biāo)準(zhǔn) 項(xiàng)目與指標(biāo) 滿分 基本 要求 設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告：方案比較、設(shè)計(jì)與論證，理論分析與計(jì)算，電路圖及有關(guān)設(shè)計(jì)文件，測試方法與儀器，測試數(shù)據(jù)及測試結(jié)果分析。 50 實(shí)際制作完成情況 50 發(fā)揮 部分 完成第（ 1）項(xiàng) 15 完成第（ 2）項(xiàng) 25 完成第（ 3）項(xiàng) 10 四、說明 （ 1）不允許在跑道內(nèi)外區(qū)域另外設(shè)置任何標(biāo)志或檢測裝置。 （ 2）車輛（含在車體上附加的任何裝置）外圍尺寸 的限制：長度 ≤35 cm ，寬度 ≤15cm 。 （ 3）必須在車身頂部明顯標(biāo)出車輛中心點(diǎn)位置，即橫向與縱向兩條中心線的交點(diǎn)。 D 題高效率音頻功率放大器 一、任務(wù) 設(shè)計(jì)并制作一個(gè)高效率音頻功率放大器及其參數(shù)的測量、顯示裝置。功率放大器的電源電壓為 +5V（電路其他部分的電源電壓不限），負(fù)載為 8Ω 電阻。 二、要求 1． 基本要求 （ 1）功率放大器 a． 3dB 通頻帶為 300Hz～ 3400Hz，輸出正弦信號無明顯失真。 b．最大不失真輸出功率 ≥1W 。 c．輸入阻抗 10k，電壓放大倍數(shù) 1～ 20 連續(xù)可調(diào)。 d．低頻噪聲電壓（ 20kHz 以下） ≤10mv ，在電壓放大倍數(shù)為 10，輸入端對地交流短路時(shí)測量。 e．在輸出功率 500mW 時(shí)測量的功率放大器效率（輸出功率 /放大器總功耗）≥50% 。 （ 2）設(shè)計(jì)并制作一個(gè)放大倍數(shù)為 1的信號變換電路，將功率放大器雙端輸出的信號轉(zhuǎn)換為單端輸出，經(jīng) RC 濾波供外接測試儀表用，如圖 1 所示。 圖 1中，高效率功率放大器組成框圖可參見本題第四項(xiàng) “ 說明 ” 。 （ 3）設(shè)計(jì)并制作一個(gè)測量放大器輸出功率的裝置，要求具有 3位數(shù)字顯示，精度優(yōu)于 5%。 2．發(fā)揮 部分 （ 1） 3dB 通頻帶擴(kuò)展至 300Hz～ 20kHz。 （ 2）輸出功率保持為 200mW，盡量提高放大器效率。 （ 3）輸出功率保持為 200mW，盡量降低放大器電源電壓。 （ 4）增加輸出短路保護(hù)功能。 （ 5）其它。 三、評分標(biāo)準(zhǔn) 項(xiàng) 目 滿分 基本要求 設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告：方案比較、設(shè)計(jì)與論證，理論分析與計(jì)算，電路圖及有關(guān)設(shè)計(jì)文件，測試方法與儀器，測試數(shù)據(jù)及測試結(jié)果分析。 50 實(shí)際制作完成情況 50 發(fā) 完成第（ 1）項(xiàng) 6 揮部分 完成第（ 2）項(xiàng) 25 完成 第（ 3）項(xiàng) 4 完成第（ 4）項(xiàng) 5 完成第（ 5）項(xiàng) 10 四、說明 1．采用開關(guān)方式實(shí)現(xiàn)低頻功率放大（即 D類放大）是提高效率的主要途徑之一， D 類放大原理框圖如圖 2。本設(shè)計(jì)中如果采用 D類放大方式，不允許使用D類功率放大集成電路。 2． 效率計(jì)算中的放大器總功耗是指功率放大器部分的總電流乘以供電電壓（ +5V），不包括 “ 基本要求 ” 中第（ 2）、（ 3）項(xiàng)涉及的電路部分功耗。制作時(shí)要注意便于效率測試。 3．在整個(gè)測試過程中，要求輸出波形無明顯失真。 E 題 數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng) 一、任務(wù) 設(shè)計(jì)制作一個(gè)用于 8路模擬信號采集與單向傳輸系統(tǒng)。系統(tǒng)方框圖參見圖 1。 二、要求 1．基本要求 （ 1）被測電壓為 8路 0～ 5V 分別可調(diào) 的直流電壓。系統(tǒng)具有在發(fā)送端設(shè)定8路順序循環(huán)采集與指定某一路采集的功能。 （ 2）采用 8位 A/D 變換器。 （ 3）采用 3dB 帶寬為 30kHz～ 50kHz 的帶通濾波器（帶外衰減優(yōu)于 35dB/十倍頻程）作為模擬信道。 （ 4）調(diào)制器輸出的信號峰 峰值 vspp為 0～ 1V可變，碼元速率 16k 波特（碼元 /秒）；制作一個(gè)時(shí)鐘頻率可變的測試碼發(fā)生器（如 0101? 碼等），用于測試傳輸速率。 （ 5）在接收端具有顯示功能，要求顯示被測路數(shù)和被測電壓值。 2．發(fā)揮部分 （ 1）設(shè)計(jì)制作一個(gè)用偽隨機(jī)碼形成的噪聲模擬發(fā) 生器，偽隨機(jī)碼時(shí)鐘頻率為 96kHz，周期為 127 位碼元，生成多項(xiàng)式采用 。其輸出峰 峰值 為 0～ 1V 連續(xù)可調(diào)。 （ 2）設(shè)計(jì)一個(gè)加法電路， 將調(diào)制器輸出 與噪聲電壓 相加送入模擬信道。在解調(diào)器輸入端測量信號與噪聲峰 峰值之比（ ），當(dāng)其比 值分別為 5 時(shí)，進(jìn)行誤碼測試。測試方法：在 8 路順序循環(huán)采集模式下，監(jiān)視某一路的顯示，檢查接收數(shù)據(jù)的誤碼情況，監(jiān)視時(shí)間為 1分鐘。 （ 3）在（ ） =3 時(shí)，盡量提高傳輸速率，用上 述第（ 2）項(xiàng)的測試方法，檢查接收數(shù)據(jù)的誤碼情況。 （ 4）其它（如自制用來定量測量系統(tǒng)誤碼的簡易誤碼率測試儀，其方框圖見圖 2）。 三、評分標(biāo)準(zhǔn) 項(xiàng)目 滿分 基本要求 設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告：方案比較、設(shè)計(jì)與論證，理論分析與計(jì)算，電路圖及有關(guān)設(shè)計(jì)文件，測試方法與儀器，測試數(shù)據(jù)及測試結(jié)果分析。 50 實(shí)際制作完成情況 50 發(fā)揮部分 完成第（ 1）項(xiàng) 5 完成第（ 2）項(xiàng) 20 完成第（ 3）項(xiàng) 15 完成第（ 4）項(xiàng) 10 F 題 調(diào)頻收音機(jī) 一 、任務(wù) 用 SONY 公司提供的 FM/AM 收音機(jī)集成芯片 CXA1019 和鎖相頻率合成調(diào)諧集成芯片 BU2614，制作一臺調(diào)頻收音機(jī)。 二、要求 1． 基本要求 （ 1）接收 FM 信號頻率范圍 88MHz～ 108MHz。 （ 2）調(diào)制信號頻率范圍 100Hz～ 15000Hz，最大頻偏 75kHz。 （ 3）最大不失真輸出功率 ≥100 mW （負(fù)載阻抗 8Ω ）。 （ 4）接收機(jī)靈敏度 ≤1 mV 。 （ 5）鏡像抑制性能優(yōu)于 20dB。 （ 6）能夠正常收聽 FM 廣播。 2．發(fā)揮部分 （ 1）可實(shí)現(xiàn)多種自動程序頻率搜索（如全頻率范圍搜索、指定頻率范圍內(nèi)搜索等）。 （ 2）能顯示接收頻率范圍內(nèi)的調(diào)頻電臺載波頻率值，顯示載波頻率的誤差≤5kHz 。 （ 3）進(jìn)一步提高靈敏度。 （ 4）可存儲已搜索到的電臺，存儲電臺數(shù)不少于 5 個(gè)。 （ 5）其它（如 3V 單電源整機(jī)供