【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，提高語音存儲時間）； （ 4）其它（例如： 校正等）。 四、評分意見 項 目 滿分 基本要求 設計與總結(jié)報告：方案設計與論證，理論分析與計算，電路圖，測試方法與數(shù)據(jù)，對測試結(jié)果的分析 50 實際制作完成情況 50 發(fā)揮部分 完成第一項 15 完成第二項 5 完成第三項 15 完成第四項 15 五、說明 不能使用單片語音專用芯片實現(xiàn)本系統(tǒng)。 第五屆（ 2021 年）全國大學生電子設計競賽題目 A 題波形發(fā)生器 一、任務 設計制作一個波形發(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 次諧波計算）；重復頻率可調(diào)，頻率步進間隔 ≤100Hz 。 （ 5）輸出波形幅度范圍 0～ 5V（峰 峰值），可按步進 （峰 峰值）調(diào)整。 （ 6）具有顯示輸出波形的類型、重復頻率（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 ，當負載變化時，輸出電壓幅度變化不大于 177。3% （負載電阻變化范圍： 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、頻率擴展 200kHz、掃頻輸出等功能）。 三、評分標準 項 目 滿分 基本要求 設計與總結(jié)報告：方案比較、設計與論證，理論分析與計算，電路圖及有關設計文件，測試方法與儀器，測試數(shù)據(jù)及測試結(jié)果分析。 50 實際制作完成情況 50 發(fā)揮部分 完成第（ 1）項 10 完成第（ 2）項 10 完成第（ 3）項 10 完成第（ 4）項 5 完成第（ 5）項 5 完成第（ 6）項 10 B 題 簡易數(shù)字存儲示波器 一、任務 設計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，能對被測周期信號或單次非周期信號進行一次采集與存儲，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 /div；設示波器顯示屏水平刻度為 10div，垂直刻度為 8div。 （ 3）要求設置 、 、 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)對信號進行采集、存儲并實時顯示，且具有鎖存（按 “ 鎖存 ” 鍵即可存儲當前波形）功能。 （ 2）增加雙蹤示波功能，能同時顯示兩路被測信號波形。 （ 3）增加水平移動擴展顯示功能，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 小輸入短路時的輸出噪聲電壓。 （ 5）其它。 三、評分標準 項目 滿分 基本要求 設計與總結(jié)報告：方案比較、設計與論證，理論分析與計算，電路圖及有關設計文件，測試方法與儀器，測試數(shù)據(jù)及測試結(jié)果分析。 50 實際制作完成情況 50 發(fā)揮部分 完成第（ 1）項 15 完成第（ 2）項 8 完成第（ 3）項 5 完成第（ 4）項 10 完成第（ 5）項 12 四、說明 測試過程中，不能對普通示波器進行操作和調(diào)整。 C 題 自動往返電動小汽車 一、任務 設計并制作一個能自動往返于起跑線與終點線間的小汽車。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），到達終點線后停留 10 秒，然后自動返回起跑線（允許倒車返回）。往返一次的時間應力求最短（從合上汽車電源開關開始計時）。 （ 2）到達終點線和返回起跑線時，停車位置離起跑線和終點線偏差應最小（以車輛中心點與終點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、評分標準 項目與指標 滿分 基本 要求 設計與總結(jié)報告：方案比較、設計與論證，理論分析與計算，電路圖及有關設計文件，測試方法與儀器，測試數(shù)據(jù)及測試結(jié)果分析。 50 實際制作完成情況 50 發(fā)揮 部分 完成第（ 1）項 15 完成第（ 2）項 25 完成第（ 3）項 10 四、說明 （ 1）不允許在跑道內(nèi)外區(qū)域另外設置任何標志或檢測裝置。 （ 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出車輛中心點位置，即橫向與縱向兩條中心線的交點。 D 題高效率音頻功率放大器 一、任務 設計并制作一個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測量。 e．在輸出功率 500mW 時測量的功率放大器效率（輸出功率 /放大器總功耗）≥50% 。 （ 2）設計并制作一個放大倍數(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 “ 說明 ” 。 （ 3）設計并制作一個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）增加輸出短路保護功能。 （ 5）其它。 三、評分標準 項 目 滿分 基本要求 設計與總結(jié)報告：方案比較、設計與論證，理論分析與計算，電路圖及有關設計文件，測試方法與儀器，測試數(shù)據(jù)及測試結(jié)果分析。 50 實際制作完成情況 50 發(fā) 完成第（ 1）項 6 揮部分 完成第（ 2）項 25 完成 第（ 3）項 4 完成第（ 4）項 5 完成第（ 5）項 10 四、說明 1．采用開關方式實現(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。本設計中如果采用 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）項涉及的電路部分功耗。制作時要注意便于效率測試。 3．在整個測試過程中，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 設計制作一個用于 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）；制作一個時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）設計制作一個用偽隨機碼形成的噪聲模擬發(fā) 生器，偽隨機碼時鐘頻率為 96kHz，周期為 127 位碼元，生成多項式采用 。其輸出峰 峰值 為 0～ 1V 連續(xù)可調(diào)。 （ 2）設計一個加法電路， 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（ ），當其比 值分別為 5 時，進行誤碼測試。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)視時間為 1分鐘。 （ 3）在（ ） =3 時，盡量提高傳輸速率，用上 述第（ 2）項的測試方法，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、評分標準 項目 滿分 基本要求 設計與總結(jié)報告：方案比較、設計與論證，理論分析與計算，電路圖及有關設計文件，測試方法與儀器，測試數(shù)據(jù)及測試結(jié)果分析。 50 實際制作完成情況 50 發(fā)揮部分 完成第（ 1）項 5 完成第（ 2）項 20 完成第（ 3）項 15 完成第（ 4）項 10 F 題 調(diào)頻收音機 一 、任務 用 SONY 公司提供的 FM/AM 收音機集成芯片 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。 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 （負載阻抗 8Ω ）。 （ 4）接收機靈敏度 ≤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。 （ 5）其它（如 3V 單電源整機供