2007年全国大学生电子设计竞赛试题
参赛注意事项
（1）2007年9月3日8:00竞赛正式开始。本科组参赛队只能A、B、C、D、E、F题目中任
选一题；高职高专组参赛队原则上在G、H、I、J题中任选一题，也可以选择其他题目。 （2）参赛队认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。
（3）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。
（4）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。
（5）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。
（6）2007年9月6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。
音频信号分析仪（A题）
【本科组】
一、任务
设计、制作一个可分析音频信号频率成分，并可测量正弦信号失真度的仪器。
二、要求
1．基本要求
（1）输入阻抗：50Ω
（2）输入信号电压范围（峰-峰值）：100mV～5V （3）输入信号包含的频率成分范围：200Hz～10kHz
（4）频率分辨力：100Hz（可正确测量被测信号中，频差不小于100Hz的频率分
量的功率值。）
（5）检测输入信号的总功率和各频率分量的频率和功率，检测出的各频率分量的
功率之和不小于总功率值的95%；各频率分量功率测量的相对误差的绝对值小于10%，总功率测量的相对误差的绝对值小于5%。
（6）分析时间：5秒。应以5秒周期刷新分析数据，信号各频率分量应按功率大小
依次存储并可回放显示，同时实时显示信号总功率和至少前两个频率分量的频率值和功率值，并设暂停键保持显示的数据。 2．发挥部分
（1）扩大输入信号动态范围，提高灵敏度。 （2）输入信号包含的频率成分范围：20Hz～10kHz。 （3）增加频率分辨力20Hz档。
（4）判断输入信号的周期性，并测量其周期。
A-1
（5）测量被测正弦信号的失真度。 （6）其他。
三、说明
1．电源可用成品，必须自备，亦可自制。
2．设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序、和完整的测试结果用附件给出。
四、评分标准
项 目 系统方案 理论分析与计算 主要内容 比较与选择 方案描述 放大器设计 功率谱测量方法 周期性判断方法 设计 报告 电路与程序设计 测试方案与测试结果 电路设计 程序设计 测试方案及测试条件 测试结果完整性 测试结果分析 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 总分 基本 要求 实际制作完成情况 完成第（1）项 完成第（2）项 发挥 部分 完成第（3）项 完成第（4）项 完成第（5）项 其他 总分
A-1
分数 5 15 10 12 8 50 50 10 10 10 10 5 5 50
无线识别装置（B题）
【本科组】
一、任务
设计制作一套无线识别装置。该装置由阅读器、应答器和耦合线圈组成，其方框图参见图1。阅读器能识别应答器的有无、编码和存储信息。
耦合线圈 外接 单电源 阅读器 D 耦合线圈 应答器 图1 无线识别装置方框图
装置中阅读器、应答器均具有无线传输功能，频率和调制方式自由选定。不得使用现有射频识别卡或用于识别的专用芯片。装置中的耦合线圈为圆形空芯线圈，用直径不大于1mm的漆包线或有绝缘外皮的导线密绕10圈制成。线圈直径为6.6±0.5 cm（可用直径6.6 cm左右的易拉罐作为骨架，绕好取下，用绝缘胶带固定即可）。线圈间的介质为空气。两个耦合线圈最接近部分的间距定义为D。
阅读器、应答器不得使用其他耦合方式。
二、要求
1．基本要求
（1）应答器采用两节1.5V干电池供电，阅读器用外接单电源供电。阅读器采用发
光二极管显示识别结果，能在D尽可能大的情况下，识别应答器的有无。识别正确率≥80%，识别时间≤5秒，耦合线圈间距D≥5cm。
（2）应答器增加编码预置功能，可以用开关预置四位二进制编码。阅读器能正确
识别并显示应答器的预置编码。显示正确率≥80%，响应时间≤5秒，耦合线圈间距D≥5cm。
2．发挥部分
（1）应答器所需电源能量全部从耦合线圈获得（通过对耦合到的信号进行整流滤
波得到能量），不允许使用电池及内部含有电池的集成电路。阅读器能正确读出并显示应答器上预置的四位二进制编码。显示正确率≥80%，响应时间≤5秒，耦合线圈间距D≥5cm。
（2）阅读器采用单电源供电，在识别状态时，电源供给功率≤2W。在显示编码正
确率≥80%、响应时间≤5秒的条件下，尽可能增加耦合线圈间距D。
A-1
（3）应答器增加信息存储功能，其存储容量大于等于两个四位二进制数。装置断
电后，应答器存储的信息不丢失。无线识别装置具有在阅读器端写入、读出应答器存储信息的功能。 （4）其他。
三、说明
设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序用附件给出。
四、评分标准
项 目 系统方案 理论分析与计算 主要内容 无线识别装置总体方案设计 耦合线圈的匹配理论 阅读器发射电路分析 阅读器接收电路分析 阅读器电路设计计算 设计报告 测试方案与测试结果 电路与程序设计 应答器电路设计计算 总体电路图 识别装置工作流程图 调试方法与仪器 测试数据完整性 测试结果分析 摘要 设计报告结构及规范性 总分 基本要求 实际制作完成情况 完成第（1）项 发挥部分 完成第（2）项 完成第（3）项 其他 总分
A-1
满分 6 9 19 8 设计报告正文的结构 图表的规范性 8 50 50 21 20 5 4 50
数字示波器（C题）
【本科组】
一、任务
设计并制作一台具有实时采样方式和等效采样方式的数字示波器，示意图如图1所示。
输入电路取样与保持电路TPA / D转换与存储触发电路控 制 电路显示部分
图1 数字示波器示意图
二、要求
1．基本要求
（1）被测周期信号的频率范围为10Hz～10MHz，仪器输入阻抗为1M?，显示屏
的刻度为8 div×10div，垂直分辨率为8bits，水平显示分辨率≥20点/ div。 （2）垂直灵敏度要求含1V/div、0.1V/div两档。电压测量误差≤5%。
（3）实时采样速率≤1MSa/s，等效采样速率≥200MSa/s；扫描速度要求含20ms/div、
2μs /div、100 ns/div三档，波形周期测量误差≤5%。
（4）仪器的触发电路采用内触发方式，要求上升沿触发，触发电平可调。 （5）被测信号的显示波形应无明显失真。 2．发挥部分
（1）提高仪器垂直灵敏度，要求增加2mV/div档，其电压测量误差≤5%，输入短
路时的输出噪声峰-峰值小于2mV。
（2）增加存储/调出功能，即按动一次“存储”键，仪器即可存储当前波形，并能
在需要时调出存储的波形予以显示。
（3）增加单次触发功能，即按动一次“单次触发”键，仪器能对满足触发条件的
信号进行一次采集与存储（被测信号的频率范围限定为10Hz～50kHz）。 （4）能提供频率为100kHz的方波校准信号，要求幅度值为0.3V±5%（负载电阻
≥1 M?时），频率误差≤5%。 （5）其他。
A-1
2007年全国大学生电子设计竞赛试题
