【文章內(nèi)容簡介】 n3:n1=1:10，將uF作為輸出電流的反饋信號；負載電阻RL=30Ω~36Ω。二、要求 1．基本要求（1）具有最大功率點跟蹤（MPPT）功能：RS和RL在給定范圍內(nèi)變化時，使，相對偏差的絕對值不大于1%。（2）具有頻率跟蹤功能：當fREF在給定范圍內(nèi)變化時，使uF的頻率fF=fREF，相對偏差絕對值不大于1%。（3）當RS=RL=30Ω時，DCAC變換器的效率≥60%。（4）當RS=RL=30Ω時，輸出電壓uo的失真度THD≤5%。（5）具有輸入欠壓保護功能，動作電壓Ud（th）=（25177。）V。（6）具有輸出過流保護功能，動作電流Io（th）=（177。）A。2．發(fā)揮部分（1）提高DCAC變換器的效率，使≥80%（RS=RL=30Ω時）。（2）降低輸出電壓失真度，使THD≤1%（RS=RL=30Ω時）。（3）實現(xiàn)相位跟蹤功能：當fREF在給定范圍內(nèi)變化以及加非阻性負載時，均能保證uF與uREF同相，相位偏差的絕對值≤5176。（4）過流、欠壓故障排除后，裝置能自動恢復為正常狀態(tài)。（5）其他。三、說明1．本題中所有交流量除特別說明外均為有效值。2．US采用實驗室可調(diào)直流穩(wěn)壓電源，不需自制。3．控制電路允許另加輔助電源，但應盡量減少路數(shù)和損耗。4．DCAC變換器效率，其中。5．基本要求（1）、（2）和發(fā)揮部分（3）要求從給定或條件發(fā)生變化到電路達到穩(wěn)態(tài)的時間不大于1s。6．裝置應能連續(xù)安全工作足夠長時間，測試期間不能出現(xiàn)過熱等故障。7．制作時應合理設置測試點（參考圖1），以方便測試。8．設計報告正文中應包括系統(tǒng)總體框圖、核心電路原理圖、主要流程圖、主要的測試結(jié)果。完整的電路原理圖、重要的源程序和完整的測試結(jié)果用附件給出。聲音導引系統(tǒng)(B題)【本科組】一、任務設計并制作一聲音導引系統(tǒng)，示意圖如圖1所示。圖中，AB與AC垂直，Ox是AB的中垂線，O39。y是AC的中垂線，W是Ox和O39。y的交點。聲音導引系統(tǒng)有一個可移動聲源S，三個聲音接收器A、B和C，聲音接收器之間可以有線連接。聲音接收器能利用可移動聲源和接收器之間的不同距離，產(chǎn)生一個可移動聲源離Ox線（或O39。y線）的誤差信號，并用無線方式將此誤差信號傳輸至可移動聲源，引導其運動?？梢苿勇曉催\動的起始點必須在Ox線右側(cè)，位置可以任意指定。二、要求 1．基本要求（1）制作可移動的聲源。可移動聲源產(chǎn)生的信號為周期性音頻脈沖信號，如圖2所示，聲音信號頻率不限，脈沖周期不限。（2）可移動聲源發(fā)出聲音后開始運動，到達Ox線并停止，這段運動時間為響應時間，測量響應時間，用下列公式計算出響應的平均速度，要求平均速度大于 5cm/s。（3）可移動聲源停止后的位置與Ox線之間的距離為定位誤差，定位誤差小于3cm。（4）可移動聲源在運動過程中任意時刻超過Ox線左側(cè)的距離小于5cm。（5）可移動聲源到達Ox線后，必須有明顯的光和聲指示。（6）功耗低，性價比高。2．發(fā)揮部分（1）將可移動聲源轉(zhuǎn)向180度（可手動調(diào)整發(fā)聲器件方向），能夠重復基本要求。（2）平均速度大于10cm/s。（3）定位誤差小于1cm。（4）可移動聲源在運動過程中任意時刻超過Ox線左側(cè)距離小于2cm。（5）在完成基本要求部分移動到Ox線上后，可移動聲源在原地停止5s～10s，然后利用接收器A和C，使可移動聲源運動到W點，到達W點以后，必須有明顯的光和聲指示并停止，此時聲源距離W的直線距離小于1cm。整個運動過程的平均速度大于10cm/s。（6）其他。三、說明本題必須采用組委會提供的電機控制ASSP芯片（型號MMC1）實現(xiàn)可移動聲源的運動。在可移動聲源兩側(cè)必須有明顯的定位標志線。誤差信號傳輸采用的無線方式、頻率不限?？梢苿勇曉吹钠脚_形式不限?？梢苿勇曉撮_始運行的方向應和Ox線保持垂直。不得依靠其他非聲音導航方式。移動過程中不得人為對系統(tǒng)施加影響。接收器和聲源之間不得使用有線連接。寬帶直流放大器（C題）【本科組】一、任務設計并制作一個寬帶直流放大器及所用的直流穩(wěn)壓電源。二、要求 1．基本要求（1）電壓增益AV≥40dB，輸入電壓有效值Vi≤20mV。AV可在0～40dB范圍內(nèi)手動連續(xù)調(diào)節(jié)。（2）最大輸出電壓正弦波有效值Vo≥2V，輸出信號波形無明顯失真。（3）3dB通頻帶0～5MHz；在0～4MHz通頻帶內(nèi)增益起伏≤1dB。（4）放大器的輸入電阻≥50，負載電阻（50177。2）。（5）設計并制作滿足放大器要求所用的直流穩(wěn)壓電源。2．發(fā)揮部分（1）最大電壓增益AV≥60dB，輸入電壓有效值Vi≤10 mV。（2）在AV＝60dB時，輸出端噪聲電壓的峰－峰值VONPP≤。（3）3dB通頻帶0～10MHz；在0～9MHz通頻帶內(nèi)增益起伏≤1dB。（4）最大輸出電壓正弦波有效值Vo≥10V，輸出信號波形無明顯失真。（5）進一步降低輸入電壓提高放大器的電壓增益。（6）電壓增益AV可預置并顯示，預置范圍為0～60dB，步距為5dB（也可以連續(xù)調(diào)節(jié)）；放大器的帶寬可預置并顯示（至少5MHz、10MHz 兩點）。（7）降低放大器的制作成本，提高電源效率。（8）其他（例如改善放大器性能的其它措施等）。三、說明1．寬帶直流放大器幅頻特性示意圖如圖1所示。負載電阻應預留測試用檢測口和明顯標志，如不符合（50177。2）的電阻值要求，則酌情扣除最大輸出電壓有效值項的所得分數(shù)。3．放大器要留有必要的測試點。建議的測試框圖如圖2所示，可采用信號發(fā)生器與示波器/交、直流電壓表組合的靜態(tài)法或掃頻儀進行幅頻特性測量。無線環(huán)境監(jiān)測模擬裝置（D題）【本科組】一、任務設計并制作一個無線環(huán)境監(jiān)測模擬裝置，實現(xiàn)對周邊溫度和光照信息的探測。該裝置由1個監(jiān)測終端和不多于255個探測節(jié)點組成（實際制作2個）。監(jiān)測終端和探測節(jié)點均含一套無線收發(fā)電路，要求具有無線傳輸數(shù)據(jù)功能，收發(fā)共用一個天線。二、要求 1．基本要求（1）制作2個探測節(jié)點。探測節(jié)點有編號預置功能，編碼預置范圍為00000001B～11111111B。探測節(jié)點能夠探測其環(huán)境溫度和光照信息。溫度測量范圍為0℃～100℃，絕對誤差小于2℃；光照信息僅要求測量光的有無。，單電源供電。（2）制作1個監(jiān)測終端，用外接單電源供電。探測節(jié)點分布示意圖如圖1所示。監(jiān)測終端可以分別與各探測節(jié)點直接通信，并能顯示當前能夠通信的探測節(jié)點編號及其探測到的環(huán)境溫度和光照信息。（3）無線環(huán)境監(jiān)測模擬裝置的探測時延不大于5s，監(jiān)測終端天線與探測節(jié)點天線的距離D不小于10cm。在0～10cm距離內(nèi)，各探測節(jié)點與監(jiān)測終端應能正常通信。2．發(fā)揮部分（1）每個探測節(jié)點增加信息的轉(zhuǎn)發(fā)功能，節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)功能示意圖如圖2所示。即探測節(jié)點B的探測信息，能自動通過探測節(jié)點A轉(zhuǎn)發(fā)，以增加監(jiān)測終端與節(jié)點B之間的探測距離D+D1。該轉(zhuǎn)發(fā)功能應自動識別完成，無需手動設置，且探測節(jié)點A、B可以互換位置。（2）在監(jiān)測終端電源供給功率≤1W，無線環(huán)境監(jiān)測模擬裝置探測時延不大于5s的條件下，使探測距離D+D1達到50cm。（3）盡量降低各探測節(jié)點的功耗，以延長干電池的供電時間。各探測節(jié)點應預留干電池供電電流的測試端子。（4）其他。三、說明1．監(jiān)測終端和探測節(jié)點所用天線為圓形空芯線圈，用直徑不大于1mm的漆包線或有絕緣外皮的導線密繞5圈制成。線圈直徑為（177。）cm（可用一號電池作骨架）。天線線圈間的介質(zhì)為空氣。無線傳輸載波頻率低于30MHz，調(diào)制方式自定。監(jiān)測終端和探測節(jié)點不得使用除規(guī)定天線外的其他耦合方式。無線收發(fā)電路需自制，不得采用無線收、發(fā)成品模塊。光照有無的變化，采用遮擋光電傳感器的方法實現(xiàn)。2．發(fā)揮部分須在基本要求的探測時延和探測距離達到要求的前提下實現(xiàn)。3．測試各探測節(jié)點的功耗采用圖2所示的節(jié)點分布圖，保持距離D+D1=50cm，通過測量探測節(jié)點A干電池供電電流來估計功耗。電流測試電路見圖3。圖中電容C為濾波電容，電流表采用3位半數(shù)字萬用表直流電流檔，讀正常工作時的最大顯示值。如果D+D1達不到50cm，此項目不進行測試。4．設計報告正文中應包括系統(tǒng)總體框圖、核心電路原理圖、主要流程圖、主要的測試結(jié)果。完整的電路原理圖、重要的源程序用附件給出。電能收集充電器（E題）【本科組】一、任務設計并制作一個電能收集充電器，充電器及測試原理示意圖如圖1。該充電器的核心為直流電源變換器，它從一直流電源中吸收電能，以盡可能大的電流充入一個可充電池。直流電源的輸出功率有限，其電動勢Es在一定范圍內(nèi)緩慢變化，當Es為不同值時，直流電源變換器的電路結(jié)構(gòu)，參數(shù)可以不同。監(jiān)測和控制電路由直流電源變換器供電。由于Es的變化極慢，監(jiān)測和控制電路應該采用間歇工作方式，以降低其能耗。可充電池的電動勢Ec=，內(nèi)阻Rc=。二、要求基本要求（1）在Rs=100Ω，Es=10V～20V時，充電電流Ic大于（EsEc）/（Rs+Rc）。（2）在Rs=100Ω時，能向電池充電的Es盡可能低。（3）Es從0逐漸升高時，能自動啟動充電功能的Es盡可能低。（4）Es降低到不能向電池充電，最低至0時，盡量降低電池放電電流。（5）監(jiān)測和控制電路工作間歇設定范圍為 s～5s。發(fā)揮部分（1）在Rs=1Ω，Es=～，以盡可能大的電流向電池充電。（2）能向電池充電的Es盡可能低。當Es≥，取Rs =1Ω； 當Es＜，取Rs =。（3）電池完全放電，Es從0逐漸升高時，能自動啟動充電功能（充電輸出端開路電壓 ＞，短路電流＞0）的Es盡可能低。當Es≥，取Rs =1Ω；當Es＜，取Rs=。（4）降低成本。（5）其他。數(shù)字幅頻均衡功率放大器（F題）【本科組】一、任務設計并制作一個數(shù)字幅頻均衡功率放大器。該放大器包括前置放大、帶阻網(wǎng)絡、數(shù)字幅頻均衡和低頻功率放大電路，其組成框圖如圖1所示。二、要求 1．基本要求（1）前置放大電路要求：（輸入正弦信號電壓有效值小于10mV）?！?0kHz。（2）制作帶阻網(wǎng)絡對前置放大電路輸出信號v1進行濾波，以10kHz時輸出信號v2電壓幅度為基準，要求最大衰減≥10dB。帶阻網(wǎng)絡具體電路見題目說明1。（3）應用數(shù)字信號處理技術(shù)，制作數(shù)字幅頻均衡電路，對帶阻網(wǎng)絡輸出的20Hz～20kHz信號進行幅頻均衡。要求： 。，以10kHz時輸出信號v3電壓幅度為基準，通頻帶20Hz～。制作功率放大電路，對數(shù)字均衡后的輸出信號v3進行功率放大，要求末級功放管采用分立的大功率MOS晶體管