【正文】 液體點滴速度監(jiān)控裝置（ F 題） 一、任務 設計并制作一個液體點滴速度監(jiān)測與控制裝置，示意圖如右圖所示。 二、要求 基本要求 （ 1）在滴斗處檢測點滴速度，并制作一個數(shù)顯裝置，能動態(tài)顯示點滴速度（滴 /分）。 （ 2）通過改變 h2控制點滴速度，如右圖所示；也可以通過控制輸液軟管夾頭的松緊等其它方式來控制點滴速度。點滴速度可用鍵盤設定并顯示，設定范圍為20~150(滴 /分 )，控制誤差范圍為設定值 10% 1滴。 （ 3）調(diào)整時間 ≤ 3分鐘（從改變設定值起到點滴速度基本穩(wěn)定，能人工讀出數(shù)據(jù)為止）。 （ 4）當 h1降到警戒值（ 2~3cm）時，能發(fā)出報警信號。 發(fā)揮部分 設計并制作一個由主站控制 16個從站的有線監(jiān)控系統(tǒng)。 16個從站中，只有一個從站是按基本要求制作 的一套點滴速度監(jiān)控裝置，其它從站為模擬從站 (僅要求制作一個模擬從站 )。 （ 1）主站功能： a．具有定點和巡回檢測兩種方式。 b．可顯示從站傳輸過來的從站號和點滴速度。 c．在巡回檢測時，主站能任意設定要查詢的從站數(shù)量、從站號和各從站的點滴速度。 d．收到從站發(fā)來的報警信號后，能聲光報警并顯示相應的從站號；可用手動方式解除報警狀態(tài)。 （ 2）從站功能： a．能輸出從站號、點滴速度和報警信號；從站號和點滴速度可以任意設定。 b．接收主站設定的點滴速度信息并顯示。 c．對異常情況進行報警。 （ 3）主站和從站間的通信方式不限，通信協(xié)議自定，但應盡量減少信號傳輸線的數(shù)量。 （ 4）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 22 完成第（ 2）項 13 完成第（ 3）項 5 其它 10 四、說明 控制電機類型不限，其安裝位置及安裝方式自定。 儲液瓶用醫(yī)用 250毫升注射液玻璃瓶（瓶中為無色透明液體）。 受液瓶用 。 點滴器采用針柄顏色為深藍色的醫(yī)用一次性輸液器（滴管滴出 20點蒸餾水相當于1ml177。 ）。 賽區(qū)測試時，僅提供醫(yī)用移動式點滴支架，其高度約 ，也可自帶支架；測試所需其它設備自備。 滴速夾在測試開始后不允許調(diào)節(jié)。 發(fā)揮部分第（ 2）項從站 功能中， c中的“異常情況”自行確定。 第七屆 （ 2021 年 ） 全國大學生電子設計競賽試題 正弦信號發(fā)生器（ A 題） 一、任務 設計制作一個正弦信號發(fā)生器。 二、要求 基本要求 （ 1）正弦波輸出頻率范圍： 1kHz～ 10MHz； （ 2）具有頻率設置功能，頻率步進： 100Hz； （ 3）輸出信號頻率穩(wěn)定度：優(yōu)于 104； （ 4）輸出電壓幅度：在 ?50 負載電阻上的電壓峰 峰值 Vopp≥ 1V； （ 5）失真度：用示波器觀察時無明顯失真。 發(fā)揮部分 在完成基本要求任務的基礎上，增加如下功能： （ 1）增加輸出電壓幅度：在頻率范圍內(nèi) ?50 負載電阻上正弦信號輸出電壓的峰 峰值Vopp=6V177。 1V； （ 2）產(chǎn)生模擬幅度調(diào)制 (AM)信號：在 1MHz~10MHz范圍內(nèi)調(diào)制度 ma可在 10%～ 100%之間程控調(diào)節(jié)，步進量 10%，正弦調(diào)制信號頻率為 1kHz，調(diào)制信號自行產(chǎn)生； （ 3）產(chǎn)生模擬頻率調(diào)制 (FM)信號：在 100kHz~10MHz 頻率范圍 內(nèi)產(chǎn)生 10kHz 最大頻偏，且最大頻偏可分為 5kHz/10kHz 二級程控調(diào)節(jié)，正弦調(diào)制信號頻率為 1kHz，調(diào)制信號自行產(chǎn)生； （ 4）產(chǎn)生二進制 PSK、 ASK 信號：在 100kHz 固定頻率載波進行二進制鍵控，二進制基帶序列碼速率固定為 10kbps，二進制基帶序列信號自行產(chǎn)生； （ 5）其他。 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，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 12 完成第（ 2）項 10 完成第（ 3）項 13 完成第（ 4）項 10 其他 5 集成運放參數(shù)測試儀（ B 題） 一、任務 設計并制作一臺能測試通用型集成運算放大器參數(shù)的測試儀，示意圖如圖 1 所示。 被測運放鍵盤與顯示控制電路運放參數(shù)測試電路信號源 圖 1 二、要求 基本要求 （ 1） 能測試 VIO(輸入失調(diào)電壓 )、 IIO(輸入失調(diào)電流 )、 AVD (交流差模開環(huán)電壓增益 )和KCMR (交流共模抑制比 )四項基本參數(shù)，顯示器最大顯示數(shù)為 3999； （ 2）各項被測參數(shù)的測量范圍及 精度 如下 (被測運放的工作電壓 為 177。15V)： VIO：測量范圍為 0～ 40mV（量程為 4mV 和 40mV），誤差 絕對值 小于 3%讀數(shù) +1 個字； IIO：測量范圍為 0～ 4μA（量程為 4μA），誤差 絕對值 小于 3%讀數(shù) +1個字； AVD：測量范圍為 60dB～ 120dB，測試誤差 絕對值 小于 3dB； KCMR：測量范圍為 60dB～ 120dB，測試誤差 絕對值 小于 3dB； （ 3）測試儀中的 信號源 (自制 )用于 AVD、 KCMR 參數(shù)的測量， 要求信號源能輸出頻率為5Hz、輸出電壓有效值為 4 V的正弦波信號，頻率與電壓值誤差絕對值均小于 1%； （ 4）按照本題附錄提供的符合 GB344282 的測試原理圖 (見圖 2~圖 4)，再制作一組符合該標準的測試 VIO、 IIO、 AVD 和 KCMR 參數(shù)的測試電路，以此測試電路的測試結(jié)果作為測試標準，對制作的 運放參數(shù)測試儀 進行標定。 發(fā)揮部分 （ 1）增加電壓模運放 BWG (單位增益帶寬 )參數(shù) 測量功能，要求測量頻率范圍為 100kHz～ ，測量時間 ≤ 10 秒， 頻率分辨 力 為 1kHz； 為此設計并制作一個 掃頻信號源， 要求 輸出 頻率范圍為 40kHz～ 4MHz， 頻率誤差 絕對值 小于 1%；輸出電壓的有效值為 2V177。 V； （ 2） 增加 自動 測量 (含 自動量程 轉(zhuǎn)換 )功能。該功能啟動后， 能自動 按 VIO、 IIO、 AVD 、KCMR 和 BWG 的 順序 測量、 顯示并打印以上 5 個參數(shù)測量結(jié)果 ； （ 3）其 他 。 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 30 完成第 （ 2） 項 15 其他 5 四 、說明 為了制作方便，被測運放的型號選定為 8 引腳雙列直插的電壓 模運放 F741 (LM74μA74 F007 等 )通用型運算放大器； 為了測試方便，自制的信號源應預留測量端子； 測試 時 用到的打印機自帶。 附錄： 參照 GB344282 標準， VIO、 IIO、 AVD 和 KCMR參數(shù)的測試原理圖分別如圖 圖 3和圖4 所示。圖 3 和圖 4中的信號源可采用現(xiàn)成的信號源。為了保證測試精度，外接測試儀表（信號源和數(shù)字電壓表）的精度應比自制的運放參數(shù)測試儀的精度高一個數(shù)量級。 （ 1） VIO、 IIO電參數(shù)測試原理圖 ++被測運放 輔助運放R f R 1R iR iR 2K 1K 2R R V LR f數(shù)字電壓表( 4 位半以上 )圖 2 ① 在 K K2閉合時，測得輔助運放的輸出電壓記為 VL0 ，則有：L0fi iIO VRR RV ??? ② 在 K K2閉合時，測得輔助運放的輸出電壓記為 VL0 ；在 K K2斷開時，測得輔助運放的輸出電壓記為 VL1，則有：R VVRR RI L0L1fi iIO ???? （ 2） AVD電參數(shù)的測試原理與測試原理圖 ++被測運放輔助運放R f R 1R iR i R2信號源R LR f數(shù)字示波器VLOVs 圖 3 設信號源輸出電壓為 VS， 測得輔助運放輸出電壓為 VL0，則有 )dB(lg20 ???????? ???ifiLOSVD R RRVVA （ 3） KCMR電參數(shù)的測試原理與測試原理圖 圖 4 設信號源輸出電壓為 VS， 測得輔助運放輸出電壓為 VL0，則有 )dB(lg20 ???????? ???ifiLOSCMR R RRVVK 說明 測試采用了輔助放大器測試方法。要求輔助運放的開環(huán)增益大于 60dB，輸入 失調(diào)電壓和失調(diào)電流值小 ； 為了保證測試精度， 要求對 R、 Ri、 Rf的阻值準確測量， R R2的阻值盡可能一致；IIO 與 R的乘積遠大于 VIO； IIO 與 Ri // Rf的乘積應遠小于 VIO。測試電路中的電阻值建議?。篟i =100Ω、 Rf =20 k?～ 100k?、 R1 = R2=30k?、 RL=10 kΩ、 R=1MΩ； 建議圖 4中使用的信號源輸出為 正弦波信號 ， 頻率為 5Hz、輸出電壓有效值為 4 V。 ++被測運放輔助運放R f R 1R iR i R2R LR f數(shù)字示波器信號源V SV L 0簡易 頻譜分析儀 （ C 題 ） 一、任務 采用外差原理 設計并實現(xiàn) 頻譜分析儀，其參考原理框圖如 下 圖所示 。 二、要求 基本要求 （ 1） 頻率測量范圍為 10MHz~30MHz； （ 2）頻率 分辨 力 為 10kHz，輸入信號 電壓有效值 為 20mV177。5mV，輸入阻抗 為 50Ω； （ 3） 可設置中心頻率和 掃 頻 寬度； （ 4） 借助示波器顯示被測信號的頻譜 圖，并在示波器上標出間隔為 1MHz 的頻標 。 發(fā)揮部分 （ 1） 頻率測量范圍擴展至 1MHz~30MHz； （ 2） 具有識別 調(diào)幅、調(diào)頻和等幅 波 信號 及測定 其中心頻率 的功能，采 用信號發(fā)生器輸出的調(diào)幅、調(diào)頻和等幅 波 信號作為外差式頻譜分析儀的輸入信號，載波可選擇 在 頻率測量范圍內(nèi)的任意頻率值， 調(diào)幅波調(diào)制度 ma=30%，調(diào)制信號頻率為20kHz；調(diào)頻波頻偏為 20kHz，調(diào)制信號頻率為 1kHz； （ 3） 其他。 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 20 完成第 (2)項 20 其他 10 混頻器 放大器 示 波 器 本機振蕩器 掃頻發(fā)生器 信號處理 電路 顯示 電路 輸入 X Y xL ff ? xf Lf 檢波器 濾波器 四、說明 原理框圖中虛線框內(nèi)的“信號處理電路”和“顯示電路”兩模塊適用于發(fā)揮部分 (2)，可以采用模擬或數(shù)字方式實現(xiàn)； 制作與測試過程中，該頻譜分析儀對電壓值的標定采用對比法，即首先輸入幅度為已知的正弦信號 (如：電壓有效值為 20mV，頻率為 10MHz 的正弦信號 )，以其在原理框圖中示波器縱軸顯示的高度確定該頻譜分析儀的電壓標尺。 單工無線呼叫系統(tǒng)（ D 題 ） 一、任務 設計 并 制作一個 單工無線呼叫系統(tǒng)，實現(xiàn)主站至從站間的單工語音及數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務 。 二、要求 基本要求 （ 1） 設計并制作一個主站，傳送一路語音信號，其發(fā)射頻率在 30MHz~40MHz 之間自行選擇，發(fā)射峰值功率不大于 20mW(50?假 負載電阻上測定 )，射頻信號帶寬及調(diào)制方式自定，主站傳送信號的輸入采用話筒和線路輸入兩種方式； （ 2） 設計并制作一個從站，其接收頻率與主站相對應，從站