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1.恒流恒压源四、评分标准设计报告项目主要内容分数系统方案比较与选择；方案描述4理论分析与计算恒压源设计；恒流源设计6电路与程序设计模拟电路程序设计4测试方案与测试结果测试方案及测试条件；测试结果完整性；测试结果分析4设计报告结构及规范性论文是否完整，格式是否正确2总分20基本要求完成第（1）项10完成第（2）项10完成第（3）项10完成第（4）项10完成第（5）项10总分50发挥部分完成第（1）项10完成第（2）项10完成第（3）项10完成第（4）项8完成第（5）项8其他4总分502.收集充电器一、任务设计并制作一个电能收集充电器，充电器及测试原理示意图如图1。该充电器的核心为直流电源变换器，它从一直流电源中吸收电能，以尽可能大的电流充入一个可充电池。直流电源的输出功率有限，其电动势Es在一定范围内缓慢变化，当Es为不同值时，直流电源变换器的电路结构，参数可以不同。监测和控制电路由直流电源变换器供电。由于Es的变化极慢，监测和控制电路应该采用间歇工作方式，以降低其能耗。可充电池的电动势Ec=3.6V，内阻Rc=0.1Ω。充电器（包括监控电路和直流电源变换器）模拟可充电池RsRcIcRdEcEs图1测试原理示意图（Es和Ec用稳压电源提供，Rd用于防止电流倒灌）直流电源二、要求1、基本要求（1）在Rs=100Ω，Es=10V～20V时，充电电流Ic大于（Es-Ec）/（Rs+Rc）。（2）在Rs=100Ω时，能向电池充电的Es尽可能低。（3）Es从0逐渐升高时，能自动启动充电功能的Es尽可能低。（4）Es降低到不能向电池充电，最低至0时，尽量降低电池放电电流。（5）监测和控制电路工作间歇设定范围为0.1s～5s。2、发挥部分（1）在Rs=1Ω，Es=1.2V～3.6V时，以尽可能大的电流向电池充电。（2）能向电池充电的Es尽可能低。当Es≥1.1V时，取Rs=1Ω；当Es＜1.1V时，取Rs=0.1Ω。（3）电池完全放电，Es从0逐渐升高时，能自动启动充电功能（充电输出端开路电压＞3.6V，短路电流＞0）的Es尽可能低。当Es≥1.1V时，取Rs=1Ω；当Es＜1.1V时，取Rs=0.1Ω。（4）降低成本。（5）其他。三、评分标准设计报告项目主要内容满分系统方案电源变换及控制方法实现方案3理论分析与计算提高效率方法的分析及计算5电路与程序设计电路设计与参数计算启动电路设计与参数计算设定电路的设计7测试结果测试数据完整性测试结果分析3设计报告结构及规范性摘要，设计报告正文的结构图表的规范性2总分20基本要求实际制作完成情况50发挥部分完成第（1）项30完成第（2）项5完成第（3）项5完成第（4）项5其他5总分503.24V交流单相在线式不间断电源一．任务设计并制作输出电压为24VAC在线式不间断电源，结构框图如图D-1所示。U1蓄电池阻性负载220VAC隔离变压器在线式UPSU3I3U2I2图D-1二．要求：2.1基本要求（1）在交流供电U1=36VAC和直流供电U3=36VDC两种情况下，保证输出电压U2=24VAC，且保证其频率为50±1Hz，额定输出电流1A；（2）切断交流电源后，在输出满载情况下工作时间不少于30秒钟；（3）交流供电时，电源达到以下要求：1）电压调整率：满载条件下，U1从29VAC增加至43VAC，U2变化不超过5%；2）负载调整率：U1=36VAC、U2=24VAC，从空载到满载，U2变化不超过5%；（4）蓄电池供电时，满载条件下，效率不低于65%（2233UIUI）；（5）具有输出短路保护功能。2.2发挥部分（1）交流供电时，将电压调整率提高至2%，条件同基本部分。（2）蓄电池供电时，在满载条件下，将效率提高至80%。（3）满载条件下，输出为正弦波，失真度不大于5%。（4）具有给蓄电池充电功能，充电电流不小于0.1A，充电电路对蓄电池不能过充。（5）具有欠压保护功能：当蓄电池的放电电压≤29V时整机自动保护停止工作。（6）其他。三、说明1．不得采用DC-DC、DC-AC等电源模块，不得使用不间断电源产品改制。2．注意作品制作工艺，留出测试端口。四．评分标准项目满分设计报告系统方案3理论分析与计算4电路与程序设计6测试方案与测试结果3设计报告结构及规范性4总分20基本要求完成第（1）项8完成第（2）项8完成第（3）项15完成第（4）项9完成第（5）项10总分50发挥部分完成第（1）项12完成第（2）项10完成第（3）项8完成第（4）项6完成第（5）项7完成第（6）项7总分504.LC谐振放大器一、任务设计并制作一个LC谐振放大器。二、要求设计并制作一个低压、低功耗LC谐振放大器；为便于测试，在放大器的输入端插入一个40dB固定衰减器。电路框图见图1。1．基本要求（1）衰减器指标：衰减量40±2dB，特性阻抗50Ω，频带与放大器相适应。（2）放大器指标：a）谐振频率：f0=15MHz；允许偏差±100kHz；b）增益：不小于60dB；c）−3dB带宽：2Δf0.7=300kHz；带内波动不大于2dB；d）输入电阻：Rin=50Ω；e）失真：负载电阻为200Ω，输出电压1V时，波形无明显失真。（3）放大器使用3.6V稳压电源供电（电源自备）。最大不允许超过360mW，尽可能减小功耗。2．发挥部分（1）在-3dB带宽不变条件下，提高放大器增益到大于等于80dB。（2）在最大增益情况下，尽可能减小矩形系数Kr0.1。（3）设计一个自动增益控制（AGC）电路。AGC控制范围大于40dB。AGC控制范围为20log(Vomin/Vimin)－20log(Vomax/Vimax)（dB）。（4）其他。三、说明1.图2是LC谐振放大器的典型特性曲线，矩形系数2.放大器幅频特性应在衰减器输入端信号小于5mV时测试（这时谐振放大器的输入Vi50μV）。所有项目均在放大器输出接200Ω负载电阻条件下测量。3．功耗的测试：应在输出电压为1V时测量。4.文中所有电压值均为有效值。四、评分标准项目满分设计报告系统方案3理论分析与计算4电路与程序设计6测试方案与测试结果3设计报告结构及规范性4总分20基本要求实际制作完成情况50发挥部分完成第（1）项14完成第（2）项11完成第（3）项15完成第（4）项5其他5总分505.程控滤波器一、任务设计并制作程控滤波器，其组成如图1所示。放大器增益可设置；低通或高通滤波器通带、截止频率等参数可设置。放大器滤波器信号输入参数设置参数设置信号输出RL测试端子图1程控滤波器组成框图二、要求1.基本要求（1）放大器输入正弦信号电压振幅为10mV，电压增益为40dB，增益10dB步进可调，通频带为100Hz～40kHz，放大器输出电压无明显失真。（2）滤波器可设置为低通滤波器，其-3dB截止频率fc在1kHz～20kHz范围内可调，调节的频率步进为1kHz，2fc处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB,RL=1k。（3）滤波器可设置为高通滤波器，其-3dB截止频率fc在1kHz～20kHz范围内可调，调节的频率步进为1kHz，0.5fc处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB,RL=1k。（4）电压增益与截止频率的误差均不大于10%。（5）有设置参数显示功能。2.发挥部分（1）放大器电压增益为60dB，输入信号电压振幅为10mV；增益10dB步进可调，电压增益误差不大于5%。（2）制作一个四阶椭圆型低通滤波器，带内起伏≤1dB，-3dB通带为50kHz，要求放大器与低通滤波器在200kHz处的总电压增益小于5dB，-3dB通带误差不大于5%。（3）制作一个简易幅频特性测试仪，其扫频输出信号的频率变化范围是100Hz～200kHz，频率步进10kHz。（4）其他。三、说明设计报告正文应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图和主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果可用附件给出。四、评分标准项目满分设计报告系统方案3理论分析与计算4电路与程序设计6测试方案与测试结果3设计报告结构及规范性4总分20基本要求实际制作完成情况50发挥部分完成第（1）项14完成第（2）项16完成第（3）项15其他5总分506.自动追光自动避障电动小车一、任务设计制作一套自动追光太阳能充电系统放置在小车上。小车以一定速度追着光源行进，太阳能板始终能面对光源给蓄电池充电。小车行进过程中会遇到路障，小车必须能避开路障绕道找到光源并继续追光前行。二、要求1、基本要求a.光源用不大于100W的白炽灯，场地不小于1.5m×1.5m，障碍物不小于15cm×15cm×15cm。可以对光源进行聚光。b.光源在离小车大约1.5m的固定位置摆放，放置高度不高于25cm，小车发现光源后沿光源方向前进。c.小车前进方向上至少随机放置三个障碍物。遇到障碍物，小车应绕道前进。d.在小车绕道过程中，太阳能板始终对准光源。e.到达离光源一定位置后，小车应停止前进。f.小车前进直线距离应不大于1.2m，时间不大于2分钟。g.能显示太阳能为蓄电池供电状态。2、发挥部分a.场地尺寸2m×2m，光源离小车2米以上。b.障碍物5个以上c.能逆着光源前进，并绕过障碍物。但太阳能板始终对准光源d.完成时间不大于1分钟e.在无白炽灯光源情况下，小车可以沿自然光源方向前进。f.其它三、说明a.小车行进线路上不得有任何轨迹，也不得有其它任何引导小车前进的物体、声源、无线发射源等，更不得利用遥控手段b.可以用浅色将场地分割成方形格子，障碍物放在格子里边。但小车不得用浅颜色分割线来寻迹。c.不得用市场上能买到的成品机器人模块来完成。四、评分标准设计报告项目主要内容分数系统方案比较与选择方案描述4理论分析与计算原理分析、计算6电路与程序设计电路设计程序设计4测试方案与测试结果测试方案及测试条件测试结果及其完整性测试结果分析3设计报告结构及规范性摘要设计报告结构、版面图表的规范性3总分20基本要求完成第（a）项8完成第（b）项8完成第（c）项8完成第（d）项8完成第（e）项8完成第（f）项10总计50发挥部分完成第（a）项8完成第（b）项8完成第（c）项7完成第（d）项8完成第（e）项6完成第（f）项6完成第（g）项7总分507.激光枪自动射击装置一、任务设计一个能够控制激光枪击发、自动报靶及自动瞄准等功能的电子系统。该系统由激光枪及瞄准机构、胸环靶、弹着点检测电路组成，其结构示意见图1。图1激光枪自动射击装置示意图二、要求1．基本要求（1）用激光笔改装激光枪，激光枪可受电路控制发射激光束，激光束照射于胸环靶上弹着点的光斑直径＜5mm；激光枪与胸环靶间距离为3m。（2）激光枪固定在一机构上，可通过键盘控制激光枪的弹着点（用键盘设置激光束在靶纸上上下、左右移动一定距离）。（3）制作弹着点检测电路，通过摄像头识别激光枪投射在胸环靶上的弹着点光斑，并显示弹着点的环数与方位信息。其中环数包括：10、9、8、7、6、5、脱靶；方位信息是指弹着点与10环区域的相对位置，包括：中心、正上、正下、正左、正右、左上、左下、右上、右下。详见图2-b。2．发挥部分（1）在图形点阵显示器上显示胸环靶的相应图形，并闪烁显示弹着点。（2）自动控制激光枪，在15秒内将激光束光斑从胸环靶上的指定位置迅速瞄准并击中靶心（即10环区域）。（3）可根据任意设定的环数，控制激光枪瞄准击中胸环靶上相应位置。（4）其他2-a胸环靶尺寸2-b胸环靶环数及方位信息示意图2胸环靶示意图三、说明1.激光枪可以由市场上的激光笔改造，由电路控制击发；每次击发使光斑维持3～5s时间，但此期间不得移动光斑。2.可采用步进电机、舵机或直流电机等机构对激光枪进行两维控制，以实现瞄准。激光枪及相关机构可由支架支撑。3.胸环靶是在不反光的白纸画有一组相距5cm的同心圆(线宽不超过1mm)，最内圆环直径10cm，圆环内为10环区域，从最内环至最外环间分别为9、8、7、6、5环区域，最外环外为脱靶。胸环靶上不允许设置摄像头以外的传感器。4.当激光枪的弹着点落在胸环靶的环线上时，报靶时采取就高不