2019年江苏省大学生电子设计竞赛（TI 杯）试题参赛注意事项（1）2012年8月5日8:00竞赛正式开始。

本科组参赛队只能在A 、B 、C 、D 、E 题目中任选一题；高职高专组参赛队原则上在F 、G 、H 题中任选一题，也可以选择其他题目。

（2）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。

（3）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。

（4）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。

（5）2012年8月8日20:00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存。

微弱信号检测装置（A 题）【本科组】一、任务设计并制作一套微弱信号检测装置，用以检测在强噪声背景下已知频率的微弱正弦波信号的幅度值，并数字显示出该幅度值。

为便于测评比较，统一规定显示峰值。

整个系统的示意图如图1所示。

正弦波信号源可以由函数信号发生器来代替。

噪声源采用给定的标准噪声（wav 文件）来产生，通过PC 机的音频播放器或MP3播放噪声文件，从音频输出端口获得噪声源，噪声幅度通过调节播放器的音量来进行控制。

图中A 、B 、C 、D 和E 分别为五个测试端点。

图1 微弱信号检测装置示意图 二、要求1. 基本要求（1）噪声源输出V N 的均方根电压值固定为1V ±0.1V ；加法器的输出V C =V S +V N ，带宽大于1MHz ；纯电阻分压网络的衰减系数不低于100。

（2）微弱信号检测电路的输入阻抗R i ≥1 M Ω。

（3）当输入正弦波信号V S 的频率为1 kHz 、幅度峰峰值在200mV ~2V 范围内时，检测并显示正弦波信号的幅度值，要求误差不超过5%。

2. 发挥部分正弦波信号源微弱信号 检测电路噪声源V S V NV C V o 纯电阻 分压网络显示 电路加法器V i A BCDE（1）提高正弦波信号的识别能力，当输入正弦波信号V S 的频率在100Hz~10kHz 范围内、幅度峰峰值在20mV ~200mV范围内时，检测并显示正弦波信号的幅度值，误差不超过5%。

（2）在发挥部分（1）的条件下，要求检测误差不超过2%。

（3）当输入正弦波信号V S 的频率在100Hz~10kHz范围内时，进一步降低V S 的幅度，检测并显示正弦波信号的幅度值，误差不超过2%。

（4）其它。

三、说明1.本题只能采用模拟技术，不得使用数字信号处理技术来完成。

2.微弱信号检测电路要求采用模拟方法来实现。

常用的微弱信号检测方法有：滤波，锁相放大，取样积分等（仅供参考）。

3.为便于各个模块的测试，所有测试端点（A~E）应做成跳线连接方式。

4.赛区测评时，应固定使用某一装置（PC机或MP3）来产生噪声源，所有作品均应采用该噪声源进行测试。

四、评分标准2019年江苏省大学生电子设计竞赛（TI杯）试题参赛注意事项（1）2012年8月5日8:00竞赛正式开始。

本科组参赛队只能在A、B、C、D、E题目中任选一题；高职高专组参赛队原则上在F、G、H题中任选一题，也可以选择其他题目。

（2）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。

（3）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。

（4）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。

（5）2012年8月8日20:00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存。

频率补偿电路（B题）【本科组】一、任务设计并制作一个频率补偿电路，补偿“模拟某传感器特性的电路模块”（以下简称“模拟模块”）的高频特性。

电路结构如图1所示。

图1 电路结构二、要求1. 基本要求(1) 按图1虚线框中所示组装“模拟模块”电路，其中正弦波电压信号发生器可使用普通函数信号发生器。

在开关K接V s的条件下达到如下要求：①V s为200Hz、峰峰值为10V时，“模拟模块”输出V b没有明显失真。

②以200Hz为基准，V b的−3dB高频截止频率为2.5 kHz±0.5 kHz。

(2) 设计并制作频率补偿电路，使之达到如下要求：①频率为200Hz时的电压增益A(200Hz)=|V o/V s|=1±0.05。

②以电压增益A(200Hz)为基准，将A(f)=|V o/V s|的−3dB高频截止频率扩展到大于50kHz。

③以电压增益A(200Hz)为基准，频率0~35kHz范围内的电压增益A(f)的波动在±20%以内。

(3)在达到基本要求(2)的第①、②项指标后，将开关K切换到接地端，V o输出噪声的均方根电压V n≤30 mV。

2. 发挥部分(1) 在达到基本要求(2)的第①项指标后，以电压增益A(200Hz)为基准，将A(f)的−3dB 高频截止频率扩展到100kHz ± 5kHz。

(2) 以电压增益A(200Hz)为基准，0~70kHz范围内的电压增益A(f)波动在±10%以内。

(3) 在达到基本要求(2)的第①项和发挥部分(1)的指标后，将开关K切换到接地端，输出V o的噪声均方根电压V n ≤10 mV。

(4) 其他。

三、说明1.“模拟模块”中的运算放大器A要求使用TI公司产品OPA2134。

2.频率补偿必须采用模拟方案实现，不得用DAC或DDS方式输出信号。

3.图1虚线内模块的性能必须满足基本要求（1）中②的要求，否则不予评测。

4.根据对高频响应特性的要求，频率补偿电路中插入适当的低通滤波电路可以有效降低输出V o的高频噪声。

此外，还应注意输入电路的屏蔽。

5.在图1所示开关K切换到接地端的条件下，在T端接入图2(a)所示的电路可简化系统频率特性的测试、调整过程。

设定函数信号发生器输出V t为频率500Hz、峰峰值5V的三角波电压，则输出V b的波形应近似为方波脉冲。

如果频率补偿电路的参数已调整适当，则输出V o的方波脉冲会接近理想形状。

若高频截止频率为f H=50kHz，则输出的方波脉冲上升时间应为t r ≈7μs；若f H=100kHz，则t r ≈3.5μs；t r的定义如图2(b)所示。

应用f H·t r ≈0.35的原理，可将系统的频率响应特性调整到所要求的指标。

注意：C i到运放A反相输入端的引线应尽量短，以避免引入额外干扰。

(a) (b)图2 辅助调试电路及波形定义4. 要求在V b端和V o端预设测试点（TP1、TP2），以便于测试时连接示波器探头。

四、评分标准2019年江苏省大学生电子设计竞赛（TI杯）试题参赛注意事项（1）2012年8月5日8:00竞赛正式开始。

本科组参赛队只能在A、B、C、D、E题目中任选一题；高职高专组参赛队原则上在F、G、H题中任选一题，也可以选择其他题目。

（2）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。

（3）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。

（4）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。

（5）2012年8月8日20:00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存。

简易直流电子负载（C题）【本科组】一、任务设计和制作一台恒流（CC）工作模式的简易直流电子负载。

其原理示意图如图1所示。

图1 直流电子负载原理示意图二、要求1.基本要求（1）恒流（CC）工作模式的电流设置范围为100m A～1000m A，设置分辨力为10m A，设置精度为±1%。

还要求CC工作模式具有开路设置，相当于设置的电流值为零。

（2）在恒流（CC）工作模式下，当电子负载两端电压变化10V时，要求输出电流变化的绝对值小于变化前电流值的1％。

（3）具有过压保护功能（如将电子负载置于开路状态），过压阈值电压为18V±0.2V。

2.发挥部分（1）能实时测量并数字显示电子负载两端的电压，电压测量精度为±0.02%，分辨力为1m V。

（2）能实时测量并数字显示流过电子负载的电流，电流测量精度为±0.2%，分辨力为1m A。

（3）具有直流稳压电源负载调整率自动测量功能，测量范围为0.1%～19.9%，测量精度为±1%。

（4）其他。

三、说明：1.图1中被测电压设备即直流稳压电源。

2.在恒流（CC）模式下，不管电子负载两端电压是否变化，流过电子负载的电流为一个设定的恒定值，该模式适合用于测试直流稳压电源的调整率，电池放电特性等场合。

3.直流稳压电源负载调整率是指电源输出电流从零至额定值变化时引起的输出电压变化率。

为方便测量，本题要求被测直流稳压电源的电压小于10V，额定输出电流值设定为1A。

4.负载调整率的测量过程要求自动完成，即在输入有关参数后，能直接给出电源的负载调整率。

5.为了方便负载调整率的测量，可以在被测直流稳压电源的输出端串接一个电阻R W ，更换不同阻值的RW，可以改变被测电源的负载调整率。

测试示意图如图2所示。

图2 负载调整率测试示意图四、评分标准2019年江苏省大学生电子设计竞赛（TI杯）试题参赛注意事项（1）2012年8月5日8:00竞赛正式开始。

本科组参赛队只能在A、B、C、D、E题目中任选一题；高职高专组参赛队原则上在F、G、H题中任选一题，也可以选择其他题目。

（2）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。

（3）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。

（4）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。

网络阻抗测试仪（D题）【本科组】一、任务设计并制作一个网络阻抗测试仪，用于测量一端口无源网络的阻抗特性。

二、要求1、基本要求（1）设计并制作一正弦波信号源，要求：①信号频率范围1kHz～200kHz，能够显示频率，频率相对误差<0.1%。

②信号频率可设置、可步进。

③输出信号幅度2V±0.1V（Vpp）。

（2）设计一端口网络阻抗特性测试仪，能够测量一端口网络阻抗的模|Z |，测量误差的绝对值小于理论计算值的5%。

（3）测量一端口网络阻抗的阻抗角φ，测量误差的绝对值小于理论计算值的5%。