【正文】 圍，提高靈敏度。（2）輸入信號包含的頻率成分范圍：20Hz～10kHz。（3）增加頻率分辨力20Hz檔。（4）判斷輸入信號的周期性，并測量其周期。（5）測量被測正弦信號的失真度。（6）其他。三、說明1．電源可用成品，必須自備，亦可自制。2．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。四、評分標準設計報告項 目主要內(nèi)容分數(shù)系統(tǒng)方案比較與選擇方案描述5理論分析與計算放大器設計功率譜測量方法周期性判斷方法15電路與程序設計電路設計程序設計10測試方案與測試結(jié)果測試方案及測試條件測試結(jié)果完整性測試結(jié)果分析12設計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性摘要設計報告正文的結(jié)構(gòu)圖表的規(guī)范性8總分50基本要求實際制作完成情況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10完成第（5）項5其他5總分50題目32 無線識別裝置一、任務 設計制作一套無線識別裝置。該裝置由閱讀器、應答器和耦合線圈組成，其方框圖參見圖1。閱讀器能識別應答器的有無、編碼和存儲信息。D閱讀器應答器耦合線圈耦合線圈外接單電源圖1 無線識別裝置方框圖 裝置中閱讀器、應答器均具有無線傳輸功能，頻率和調(diào)制方式自由選定。不得使用現(xiàn)有射頻識別卡或用于識別的專用芯片。裝置中的耦合線圈為圓形空芯線圈，用直徑不大于1mm的漆包線或有絕緣外皮的導線密繞10圈制成。177。 cm（ cm左右的易拉罐作為骨架，繞好取下，用絕緣膠帶固定即可）。線圈間的介質(zhì)為空氣。兩個耦合線圈最接近部分的間距定義為D。閱讀器、應答器不得使用其他耦合方式。二、要求1．基本要求（1），閱讀器用外接單電源供電。閱讀器采用發(fā)光二極管顯示識別結(jié)果，能在D盡可能大的情況下，識別應答器的有無。識別正確率≥80%，識別時間≤5秒，耦合線圈間距D≥5cm。（2）應答器增加編碼預置功能，可以用開關(guān)預置四位二進制編碼。閱讀器能正確識別并顯示應答器的預置編碼。顯示正確率≥80%，響應時間≤5秒，耦合線圈間距D≥5cm。2．發(fā)揮部分（1）應答器所需電源能量全部從耦合線圈獲得（通過對耦合到的信號進行整流濾波得到能量），不允許使用電池及內(nèi)部含有電池的集成電路。閱讀器能正確讀出并顯示應答器上預置的四位二進制編碼。顯示正確率≥80%，響應時間≤5秒，耦合線圈間距D≥5cm。（2）閱讀器采用單電源供電，在識別狀態(tài)時，電源供給功率≤2W。在顯示編碼正確率≥80%、響應時間≤5秒的條件下，盡可能增加耦合線圈間距D。 （3）應答器增加信息存儲功能，其存儲容量大于等于兩個四位二進制數(shù)。裝置斷電后，應答器存儲的信息不丟失。無線識別裝置具有在閱讀器端寫入、讀出應答器存儲信息的功能。（4）其他。三、說明 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。四、評分標準設計報告項 目主要內(nèi)容滿分系統(tǒng)方案無線識別裝置總體方案設計6理論分析與計算耦合線圈的匹配理論閱讀器發(fā)射電路分析閱讀器接收電路分析9電路與程序設計閱讀器電路設計計算應答器電路設計計算總體電路圖識別裝置工作流程圖19測試方案與測試結(jié)果調(diào)試方法與儀器測試數(shù)據(jù)完整性測試結(jié)果分析8設計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性摘要設計報告正文的結(jié)構(gòu)圖表的規(guī)范性8總分50基本要求實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項21完成第（2）項20完成第（3）項5其他4總分50題目33 程控濾波器一、任務 設計并制作程控濾波器，其組成如圖1所示。放大器增益可設置；低通或高通濾波器通帶、截止頻率等參數(shù)可設置。圖1程控濾波器組成框圖二、要求1. 基本要求（1）放大器輸入正弦信號電壓振幅為10mV，電壓增益為40dB，增益10dB步進可調(diào)，通頻帶為100Hz～40kHz，放大器輸出電壓無明顯失真。（2）濾波器可設置為低通濾波器，其3dB截止頻率fc在1kHz～20kHz范圍內(nèi)可調(diào)，調(diào)節(jié)的頻率步進為1kHz，2fc處放大器與濾波器的總電壓增益不大于30dB, RL=1kW。（3）濾波器可設置為高通濾波器，其3dB截止頻率fc在1kHz～20kHz范圍內(nèi)可調(diào)，調(diào)節(jié)的頻率步進為1kHz，, RL=1kW。（4）電壓增益與截止頻率的誤差均不大于10%。（5）有設置參數(shù)顯示功能。2. 發(fā)揮部分（1）放大器電壓增益為60dB，輸入信號電壓振幅為10mV；增益10dB步進可調(diào)，電壓增益誤差不大于5%。（2）制作一個四階橢圓型低通濾波器，帶內(nèi)起伏≤1dB，3dB通帶為50kHz，要求放大器與低通濾波器在200kHz處的總電壓增益小于5dB，3dB通帶誤差不大于5%。（3）制作一個簡易幅頻特性測試儀，其掃頻輸出信號的頻率變化范圍是100Hz～200kHz，頻率步進10kHz。（4）其他。三、說明 設計報告正文應包括系統(tǒng)總體框圖、核心電路原理圖、主要流程圖和主要的測試結(jié)果。完整的電路原理圖、重要的源程序和完整的測試結(jié)果可用附件給出。四、評分標準項 目滿分設計報告系統(tǒng)方案15理論分析與計算15電路與程序設計5測試方案與測試結(jié)果 10設計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性5總分50基本要求實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項14完成第（2）項16完成第（3）項15其他5總分50題目34 開關(guān)穩(wěn)壓電源一、任務 設計并制作如圖1所示的開關(guān)穩(wěn)壓電源。圖1電源框圖二、要求 在電阻負載條件下，使電源滿足下述要求：1．基本要求輸出電壓UO可調(diào)范圍：30V～36V；最大輸出電流IOmax：2A；U2從15V變到21V時，電壓調(diào)整率SU≤2%（IO=2A）；IO從0變到2A時，負載調(diào)整率SI≤5%（U2=18V）；輸出噪聲紋波電壓峰峰值UOPP≤1V（U2=18V,UO=36V,IO=2A）；DCDC變換器的效率≥70%（U2=18V,UO=36V,IO=2A）；具有過流保護功能，動作電流IO（th）=177。；2．發(fā)揮部分 進一步提高電壓調(diào)整率，使SU≤%（IO=2A）； 進一步提高負載調(diào)整率，使SI≤%（U2=18V）； 進一步提高效率，使≥85%（U2=18V,UO=36V,IO=2A）； 排除過流故障后，電源能自動恢復為正常狀態(tài)； 能對輸出電壓進行鍵盤設定和步進調(diào)整，步進值1V，同時具有輸出電壓、電流的測量和數(shù)字顯示功能。其他。三、說明 DCDC變換器不允許使用成品模塊，但可使用開關(guān)電源控制芯片。U2可通過交流調(diào)壓器改變U1來調(diào)整。DCDC變換器（含控制電路）只能由UIN端口供電，不得另加輔助電源。 本題中的輸出噪聲紋波電壓是指輸出電壓中的所有非直流成分，要求用帶寬不小于20MHz模擬示波器（AC耦合、掃描速度20ms/div）測量UOPP。 本題中電壓調(diào)整率SU指U2在指定范圍內(nèi)變化時，輸出電壓UO的變化率；負載調(diào)整率SI指IO在指定范圍內(nèi)變化時，輸出電壓UO的變化率；DCDC變換器效率h=PO/ PIN，其中PO＝UOIO，PIN＝UINIIN。電源在最大輸出功率下應能連續(xù)安全工作足夠長的時間（測試期間，不能出現(xiàn)過熱等故障）。 制作時應考慮方便測試，合理設置測試點（參考圖1）。 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。四、評分標準　項 目應包括的主要內(nèi)容或考核要點滿 分設計報告方案論證DCDC主回路拓撲；控制方法及實現(xiàn)方案；提高效率的方法及實現(xiàn)方案8 電路設計與參數(shù)計算主回路器件的選擇及參數(shù)計算；控制電路設計與參數(shù)計算；效率的分析及計算；保護電路設計與參數(shù)計算；數(shù)字設定及顯示電路的設計20 測試方法與數(shù)據(jù)測試方法；測試儀器；測試數(shù)據(jù)(著重考查方法和儀器選擇的正確性以及數(shù)據(jù)是否全面、準確)10 測試結(jié)果分析與設計指標進行比較，分析產(chǎn)生偏差的原因，并提出改進方法5 電路圖及設計文件重點考查完整性、規(guī)范性7 總分50 基本要求實際制作完成情況50 發(fā)揮部分完成第（1）項10 完成第（2）項10 完成第（3）項15 完成第（4）項4 完成第（5）項6 其他5 總分50 題目35 電動車蹺蹺板一、任務 設計并制作一個電動車蹺蹺板，在蹺蹺板起始端A一側(cè)裝有可移動的配重。配重的位置可以在從始端開始的200mm～600mm范圍內(nèi)調(diào)整，調(diào)整步長不大于50mm；配重可拆卸。電動車從起始端A出發(fā)，可以自動在蹺蹺板上行駛。電動車蹺蹺板起始狀態(tài)和平衡狀態(tài)示意圖分別如圖1和圖2所示。二、要求在不加配重的情況下，電動車完成以下運動：（1）電動車從起始端A出發(fā)，在30秒鐘內(nèi)行駛到中心點C附近；（2）60秒鐘之內(nèi)，電動車在中心點C附近使蹺蹺板處于平衡狀態(tài)，保持平衡5秒鐘，并給出明顯的平衡指示；（3）電動車從（2）中的平衡點出發(fā)，30秒鐘內(nèi)行駛到蹺蹺板末端B處（車頭距蹺蹺板末端B不大于50mm）；（4）電動車在B點停止5秒后，1分鐘內(nèi)倒退回起始端A，完成整個行程；（5）在整個行駛過程中，電動車始終在蹺蹺板上，并分階段實時顯示電動車行駛所用的時間。將配重固定在可調(diào)整范圍內(nèi)任一指定位置，電動車完成以下運動：（1）將電動車放置在地面距離蹺蹺板起始端A點 300mm以外、90176。扇形區(qū)域內(nèi)某一指定位置（車頭朝向蹺蹺板），電動車能夠自動駛上蹺蹺板，如圖3所示：（2）電動車在蹺蹺板上取得平衡，給出明顯的平衡指示，保持平衡5秒鐘以上；（3）將另一塊質(zhì)量為電動車質(zhì)量10％～20％的塊狀配重放置在A至C間指定的位置，電動車能夠重新取得平衡，給出明顯的平衡指示，保持平衡5秒鐘以上；（4）電動車在3分鐘之內(nèi)完成（1）～（3）全過程。（5）其他。三、說明（1）蹺蹺板長1600mm、寬300mm，為便于攜帶也可將蹺蹺板制成折疊形式。（2）蹺蹺板中心固定在直徑不大于50mm的半圓軸上，軸兩端支撐在支架上，并保證與支架圓滑接觸，能靈活轉(zhuǎn)動。（3）測試中，使用參賽隊自制的蹺蹺板裝置。（4）允許在蹺蹺板和地面上采取引導措施，但不得影響蹺蹺板面和地面平整。（5）電動車(含加在車體上的其它裝置)外形尺寸規(guī)定為：長≤300mm，寬≤200mm。（6）平衡的定義為A、B兩端與地面的距離差d=∣dAdB∣不大于40mm。（7）整個行程約為1600mm減去車長。（8）測試過程中不允許人為控制電動車運動。（9）基本要求（2）不能完成時，可以跳過，但不能得分；發(fā)揮部分（1）不能完成時，可以直接從（2）項開始，但是（1）項不得分。四、評分標準設計報告項 目主要內(nèi)容分數(shù)系統(tǒng)方案實現(xiàn)方法方案論證系統(tǒng)設計結(jié)構(gòu)框圖12理論分析與計算測量與控制方法理論計算13電路與程序設計檢測與驅(qū)動電路設計總體電路圖軟件設計與工作流程圖12結(jié)果分析創(chuàng)新發(fā)揮結(jié)果分析8設計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性摘要設計報告結(jié)構(gòu)圖表的規(guī)范性5總分50基本要求實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項10完成第（2）項15完成第（3）項10完成第（4）項5其他10總分50題目36 積分式直流數(shù)字電壓表一、任務 在不采用專用A/D轉(zhuǎn)換器芯片的前提下，設計并制作積分型直流數(shù)字電壓表。二、要求1．基本要求（1）測量范圍：10mV～2V（2）量程：200mV，2V（3）顯示范圍：十進制數(shù)0～1999（4）測量分辨率：1mV（2V檔）（5）測量誤差：≤177。％177。5個字（6）采樣速率：≥ 2次/秒（7）輸入電阻：≥1MW（8）具有抑制工頻干擾功能2．發(fā)揮部分（1）測量范圍：1mV～2V（2）量程：200mV，2V（3）顯示范圍：十進制數(shù)0～19999（4）測量分辨率：（2V檔）（5）測量誤差：≤177。％177。5個字（6）具有自動校零功能（7）具有自動量程轉(zhuǎn)換功能（8）其他三、說明 在電路中應有可測得積分波形的測試點。四、評分標準項 目滿分設計報告系統(tǒng)方案4理論分析與計算3電路與程序設計4測試方案與測試結(jié)果5設計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性4總分20基本要求實際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項4完成第（3）項3完成第（4）項2完成第（5）項20完成第（6）項8完成第（7）項8其他 5總分50題目37 信號發(fā)生器一、任務 設計并制作一臺信號發(fā)生器，使之能產(chǎn)生正弦波、方波和三角波信號，其系統(tǒng)框圖如圖1所示。信號發(fā)生參數(shù)調(diào)整穩(wěn)壓電源信號輸出輸出信號