1、2016 年 TI 杯大學生電子設計競賽A 題：降壓型直流開關穩壓電源以 TI 公司的降壓控制器 LM5117 芯片和 CSD18532KCS MOS 場效應管為核心器件, 設計并制作一個降壓型直流開關穩壓電源。額定輸入直流電壓為時，額定輸出直流電壓 為，輸出電流最大值為。測試電路可參考圖 1。圖1電源測試連接圖2.要求（1）額定輸入電壓下，輸出電壓偏差：；（10 分）（2） 額定輸入電壓下，最大輸出電流：；（10 分）（3） 輸出噪聲紋波電壓峰峰值：；（10 分）（4）從滿載變到輕載 時，負載調整率：;（10 分）（5）變化到 17.6V 和 13.6V，電壓調整率：（10 分）（6） 效率

2、；（15 分）（7） 具有過流保護功能，動作電流；（10 分）（8）電源具有負載識別功能。增加 1 個 2 端子端口，端口可外接電阻 R（1kQ-10kQ作為負載識別端口，參考圖 1。電源根據通過測量端口識別電阻 R 的阻值，確定輸出電 壓，；（10 分）（9） 盡量減輕電源重量，使電源不含負載的重量。（15 分）（10） 設計報告（20 分）項目主要內容滿分方案論證比較與選擇 方案描述3理論分析與計算降低紋波的方法DC-DC 變換方法穩壓控制方法6電路與程序設計主回路與器件選擇其它控制電路與控制程序（若有）6測試方案與測試結果測試方案及測試條件 測試結果及其完整性 測試結果分析3設計報告結構

3、摘要、報告正文結構、公式、圖表的完整性和2及規范性規范性總分203.說明(1)該開關穩壓電源不得采用成品模塊制作。(2)穩壓電源若含其它控制、測量電路都只能由端口供電，不得增加其他輔助電源。(3)要求電源輸出電壓精確穩定，或，作品不參與測試。2016 年 TI 杯大學生電子設計競賽題B 題：物品分揀搬送裝置1. 任務在一個以木條(截面不大于 3cmriX4cm,木質本色)圍成的 lOOcmriX 150cm 的 A 區域內， 散落著邊長均為 4cm 的正方體。 設計一自動物體搬運系統， 能夠快速將這些正方體移至 指定區域。A 區域的顏色為白色，B 區域為黑色，C 區域為紅色。2. 要求(1)在

4、A 區域內任意放置了 12 只黑色正方體，以最快的速度將這些正方體移送到B區域，完成時間不得超過 180 秒；(24 分)(2)將A區域的12只黑色正方體以最快的速度移送到紅色 C 區域；完成時間不得超 過 180 秒； (26 分)(3)A 區域 12 只正方體中有桔黃色與黑色兩種顏色，以最快的速度將桔黃色正方體移送到紅色 C 區域；(20 分)(4)將 A 區域中的正方體改為乒乓球，仍然有桔黃與黑色兩種顏色，以最快的速度將桔黃色乒乓球移送到紅色 C 區域；(25 分)(5)其他。(5 分)(6)設計報告(20 分)項目主要內容滿分方案論證系統結構及實現方法論證3理論分析與計算機械機構及電路

5、設計5電路與程序設計物品辨識及搬運機構運動控制方法5測試方案與測試結果系統測試5設計報告結構及規范性摘要，正文結構規范，圖表的完整與準確性2總分203. 說明（1）A、B、C 各區域地面及圍欄的高度都是 3cm, A 與 B 之間無間隔，C 與 A 之 間的邊界木條有一個長度為 20cm 的缺口；（ 2） 搬運物品過程中不得人為干預（如遙控等） ；（3）開始搬運物品前， 不得設置搬運物體的數量； 運動機構需從右上方指定位置 D 處開始啟動；（4）正方體可采用木質 PVC、泡沫或其他輕質非金屬材料，不得含磁性物質，重 量不超過 40 克；（5） 不限制移送物品執行機構的形式及搬運方式；執行機構可

6、以進入A、B、C 各 區域；（ 6） 在要求（ 3）及（ 4）中，誤搬黑色物體或乒乓球到 C 區扣分；（7）B、C 區域的顏色如下：紅色（R=255、G=0、B=0），黑色（R=0、G=0、B=0）；（8）乒乓球采用彩色乒乓球中桔黃色和黑色 （或比賽用標準桔黃及用黑色噴涂的乒 乓球）；正方體的顏色盡量接近乒乓球的顏色， 。（ 9） 測試時，場地和被搬運物自備。2016 年 TI 杯大學生電子設計競賽D 題：單相正弦波變頻電源1任務設計并制作一個單相正弦波變頻電源，其原理框圖如圖 1 所示。變壓器輸入電壓 Ui=220V，變頻電源輸出交流電壓 UO為 36V，額定負載電流 Io為 2A，負載為電

7、阻性負 載。圖1單相正弦波變頻電源原理框圖2要求（1） 輸出頻率范圍為 20Hz100Hz, Uo=36 土 0.1V 的單相正弦波交流電。（15分）（2） 輸出頻率 fo=50）.5Hz，電流 lo=20.1A 時，使輸出電壓 UO=360.1V。（ 10分）（3） 負載電流 Io在 0.22A 范圍變化時，負載調整率 SW0.5%（15分）（4） 負載電流 lo=2A , Ui在 198V242V 范圍變化時，電壓調整率 SU 0.5% （15 分）（5） 具有過流保護，動作電流 lo（th）=2.5 .1A，保護時自動切斷輸入交流電源。（10 分）Io=2A，Uo=36V 時，輸出正弦波

8、電壓的 THDC 2%。(15分）Io=2A，Uo=36V 時，變頻電源的效率達到 90%。(15分）(8)其他。(5分）(9)設計報告(20分）項目主要內容滿分方案論證設計與論證，方案描述3理論分析與計算電路結構設計，器件選擇，仿真分析5電路與程序設計電路圖及有關設計文件5測試方案與測試結果測試方法與儀器，測試數據及測試結果分析5設計報告結構及規范性摘要，正文結構規范，圖表的完整與準確性2總分203.說明（1） 變頻電源系統（包括輔助電源）供電僅由變壓器輸出U2提供。（2） 題中交流參數均為有效值。輸出電壓；Uoi2為 Io=2.0A 時的輸出電壓電壓；UOU2為 U1=242V 時的輸出電

9、壓。(3)Si 本題定義：負載調整率UOI2- UOI1Uoi1100%，其中 Uoi1為 Io=0.2A 時的Su =（4） 本題定義：電壓調整率UU2 - UU!UoU1100%，UoU1為 U1=198V 時的輸出（5） 輔助電源可購買電源模塊（亦可自制），作為作品的組成部分，測試時,不再另行提供穩壓電源。(6)效率測量時，可采用功率分析儀或電參數測量儀測量，損耗應包括輔助n=P0電源損耗，效率P2，PO為變頻電源輸出功率，P2為變壓器輸出功率。(7)制作時需考慮測試方便，合理設置測試點。2016 年 TI 杯大學生電子設計競賽E 題：脈沖信號參數測量儀1. 任務設計并制作一個數字顯示的

10、周期性矩形脈沖信號參數測量儀，其輸入阻抗為50QO同時設計并制作一個標準矩形脈沖信號發生器，作為測試儀的附加功能。2. 要求(1)測量脈沖信號頻率，頻率范圍為10Hz2MHz，測量誤差的絕對值不大于 0.1%O(15 分)(2)測量脈沖信號占空比 D，測量范圍為 10%90%,測量誤差的絕對值不大于 2%O(15 分)(3) 測量脈沖信號幅度，幅度范圍為 0.110V，測量誤差的絕對值不大于 2%O(15 分)(4) 測量脈沖信號上升時間，測量范圍為 50.0999ns,測量誤差的絕對值不大于 5%。(15 分)(5)提供一個標準矩形脈沖信號發生器，要求：(30 分)a)頻率為1MHz，誤差的

11、絕對值不大于0.1%;b)脈寬為100 ns，誤差的絕對值不大于1%;c)幅度為5 ).1V(負載電阻為50)d)上升時間不大于30ns，過沖不大于5%O(6)其他。(10 分)(7)設計報告。(20 分)項目主要內容滿分方案論證比較與選擇，方案描述3理論分析與計算系統相關參數設計5電路與程序設計系統組成，原理框圖與各部分的電路圖，系 統軟件與流程圖5測試方案與測試結果測試結果完整性，測試結果分析5設計報告結構及規范性摘要，正文結構規范，圖表的完整與準確性2總分203. 說明（1）脈沖信號參數的定義如圖1所示。其中，上升時間是指輸出電壓從上升到所需要的時間;過沖是指脈沖峰值電壓超過脈沖電壓幅度

12、的程度，其定義為。圖1脈沖信號參數的定義（2） 被測脈沖信號可采用基于DDS的任意波形信號發生器產生的信號。2016 年 TI 杯大學生電子設計競賽F 題：位同步時鐘提取電路尸同步時鐘 頻率數顯圖1設計制作的電路組成框圖（1）設計制作“基帶信號產生電路”，用來模擬二進制數字通信系統接收端中被抽樣判決的非邏輯電平基帶信號。要求：（15分）m 序列發生器的反饋特征多項式（本原多項式）為f （x）二其序列輸出信號及外輸入 ck 信號均為 TTL 電平。設計制作 3dB 截止頻率為 300kHz 的無限增益多路負反饋二階有源低通濾波 器，對m 序列輸出信號進行濾波，并衰減為峰-峰值 0.1V 的基帶模

13、擬信號（A 信號）。（2） 當 m 序列發生器外輸入 ck 信號頻率為 200kHz 時，設計制作可從 A 信號中提 取出位同步時鐘（B 信號）的電路，并數字顯示同步時鐘的頻率。（3基帶信號產生電路2.要求位同步時鐘輸出X8X4X3X210 分）（3） 改進位同步時鐘提取電路，當 m 序列發生器外輸入 ck 信號頻率在200kHz240kHz 之間變化時，能從 A 信號中自適應提取位同步時鐘，并數字顯示同步時 鐘的頻率。（30 分）（4）降低位同步時鐘（B 信號）的脈沖相位抖動量.要求.max 1 個位同步時鐘周期的10%。（15 分）(5) 其他。(10分）(6) 設計報告。(20分）項目主

14、要內容滿分方案論證比較與選擇，方案描述3理論分析與計算系統相關參數設計5電路與程序設計系統組成，原理框圖與各部分的電路圖，系統 軟件與流程圖5測試方案與測試結果測試結果完整性，測試結果分析5設計報告結構及規范性摘要，正文結構規范，圖表的完整與準確性。2總分203.說明（1） 位同步是數字同步傳輸的基礎同步技術，是指接收端提取的位同步時鐘與發送端位時鐘在頻率上嚴格相等、相位差固定的信號同步狀態。接收端位時鐘需從收到的基 帶數據序列中提取，并將作為接收端的抽樣判決脈沖及進一步實現其他同步使用。數字 通信系統中的“位”指的是最基本的碼元，發送端位時鐘（題目中m 序列發生器外輸入時鐘 ck）是數據序列

15、的碼元時鐘。（2） 要求“基帶信號產生電路”必須制成單獨的電路板，只能用兩條輸出信號線（A 信號線、地線）與位同步時鐘提取電路部分連接。（3） 無限增益多路負反饋二階有源低通濾波器類型（如切比雪夫型或巴特沃斯型） 不限。2016 年 TI 杯大學生電子設計競賽G 題：簡易電子秤2.任務設計并制作一個以電阻應變片為稱重傳感器的簡易電子秤，電子秤的結構如右圖所示。如右圖所示，鐵質懸臂梁固定在支架上，支架高度不大于40cm,支架及秤盤的形狀與材質不限。懸臂梁上粘貼電阻應變片作為稱重傳感器。2.要求（1） 電子秤可以數字顯示被稱物體的重量，單位克（g）;（10 分）（2） 電子秤稱重范圍 5.00g500g；重量小于 50g,稱重誤差小于 0.5g；重量在 50g及以上，稱重誤差小于 1g;（50分）（3） 電子秤可以設置單價（元/克），可計算物品金額并實現金額累加；（15 分）（4） 電子秤具有去皮功能，去皮范圍不超過 100g；（ 15分）（