活动简介
全国大学生电子设计竞赛（以下简称全国竞赛）是面向全国大学生组织开展的学科竞赛活动。全国竞赛按照紧密结合教学实际、着重基础、注重前沿的原则开展，目的在于促进电子信息类专业和课程的建设，引导高等学校在教学中注重培养大学生的创新能力、协作精神；加强学生动手能力和工程实践能力的培养，提高学生针对工程问题进行电子设计、制作的综合能力；吸引、鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动，为优秀人才脱颖而出创造条件。
为落实党的二十大精神，促进教育公平，提升教育质量，全国大学生电子设计竞赛组委会经研究决定，对双数年举行的三个专题邀请赛名称进行部分调整。其中，全国大学生电子设计竞赛模拟电子系统设计专题邀请赛（TI杯）更名为全国大学生电子设计竞赛模拟电子系统设计专题赛（TI杯）；全国大学生电子设计竞赛信息科技前沿专题邀请赛（瑞萨杯）更名为全国大学生电子设计竞赛信息科技前沿专题赛（瑞萨杯）；大学生电子设计竞赛嵌入式系统专题邀请赛（英特尔杯）目前已经国际化了，暂不改名。
活动时间
2024-02-18 - 2024-08-30
活动任务
以下列表中的任务，选择1项完成即可
任务1
2024年_A题：AC-AC变换电路并联运行
一、任务
设计并制作由 2 个单相 AC-AC 变换电路组成的并联系统，系统框图如图 1 所示，AC-AC 变换电路将输入电压为 Ui、频率为 50Hz 的交流电变换成输出电 压为 Uo、频率为 50Hz 可调压的交流电。可单独由 AC-AC 变换电路 1，或 AC-AC 变换电路 1、2 并联后为电阻负载 RL 供电。图中 T 为变压器(自耦调压器+隔离 变压器)。
二、要求
要求(1)~要求(3)由AC-AC 变换电路1单独为 RL供电:
（1）U=36V，R=202，U可在 1V~35V 范围内调整，步进0.5V。(15 分)
（2）当U=36V，U-30V，输出电流在0.1A~2.0A 范围内变化时，负载调整率 S<0.5%。(15 分)
（3）在U=36V，U30V，I-2A 条下，ACAC 变换电路的效率190%。(15 分)
要求(4)~要求 (6)由AC-AC 变换电路1与AC-AC 变换电路2并联后为 R供电:
（4）U=36V，U-30V，I4A，电流比值 K=I/L2在 0.9~1.1 范围内。(10)
（5）在要求(4)的作条下，输出交流电压总谐波变率 (THD)不大于5%。(15分)
（6）在 U=36V，U-30V，I-3A条件下，能在AC-AC 变换电路1数字设定输出电流比值 K=lo/I2(05~2)，并自动分配与2，其对误差的绝对值8不大于3%。(15 分)
（7）AC-AC 变换电路并联系统(不含变器T和电阻负载 R)的重量W越轻越好。(10 分)
（8）其他。(5 分)
（9）设计报告。(20 分)
三、说明
（1）本题为AC-AC 直接变换模式，不得采用AC-DC-AC 等方式进行变换。
（2）变换电路的直流辅助电源作为变换电路的组成部分，可购买电源*(亦可自制)，由图1中的变压器 T供电，其耗能应计入 AC-AC 变换电路的效率计算中。测试现场不另行提供其他交、直流电源。
（3）AC-AC变换电路1和AC-AC 变换电路2各自独立，不得共用一个控制器:2个 AC-AC 变换电路之间除了输入、输出电源线的连接外，不得有其他连线。
（4）本题定义:负载调整率SI=|(Uo2-Uo1)/Uo1| 100%，其中Uo1为Io=0.1A时的输Uo1出电压，Uo2为lo=2A 时的输出电压。
（5）要求6)中的相对误差绝对值σ=|(K设定-K实测)/K设定|x100%，其中K设定为设定K设定的数值，K实测为实测出的数值。
（6）本题中所有交流电压、电流参数均为有效值。
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任务2
2024年_B题：单相功率分析仪
一、任务
基于 TI 公司的微控制器(MCU)芯片，设计并制作图 1 所示针对单相交 流供电系统的单相功率分析仪，图中的 PA 为市售功率分析仪，用于标定和比 对本自制系统;系统实现测量用电插座上的负载的电流、电压、有功功率、功 率因数、电流谐波系数(THD)、电流基波及其 2~10 次谐波分量的有效值等参 数，系统由电池供电。
二、要求
基于安全要求，电流测量、电压测量采用电流互感器和电压互感器的传感方法或其他强弱电隔离的传感方式,其中的交流电流互感能用原方多匝缠绕的方法提高其灵敏度，并能在系统中设置匝数比，电流量程为有效值 4A，电压量程为有效值 250V。实现对用电插座上负载的电流和电压的测量，与 PA 读数相比，相对误差绝对值≤1%。(20 分)
实现用电插座上负载的有功功率、功率因数测量，与 PA 读数相比，相对误差绝对值≤1%。(25 分）
实现用电插座上负载的电流总谐波系数 (THD) 和谐波电流的测量和显示，谐波至少测量至 10 次，与 PA 读数相比，相对误差绝对值2%。(40 分)
自制系统采用低功耗电路并进行功耗管理设计，系统工作时 (非休眠状态)系统功耗≤50mw。(10 分)
其他。(5 分)
设计报告。(20 分)
三、说明
若本题需使用MCU(单片机)，必须选用TI公司的MCU 作主控单元型号不限；可以使用内含其他厂商 MCU 的一体化的液晶屏；不得使用现成(非自制)的电表电路或功率分析仪电路板。
本系统因为涉及交流 220V 供电电路，系统设计和制作必须符合电气规范，强电部分电路做好绝缘处理，操作必须符合安全规范，确保人身安全；电压和电流传感测量方案必须选用隔离的方案。
PA 采用市售三相或单相功率分析仪或带谐波系数测量功能的数字功率计作为标定和比对仪器。
所谓电流传感多币缠终是指电流传感时，原方被测电流的导线以多匝(n匝)通过传感器以提高测量灵敏度；自制系统制作时考虑原方导线多匝缠绕操作的便利性。
本系统由电池供电，需在其电路中提供直流电流表和直流电压表测量接口，用于测量自制系统的功耗；电池不封装在作品中，测试时随身携带。
自制系统时，测试负载限定总视在功率在 500VA 以内，尽量选择实验室现成负载；也可以自制，自制负载时注意用电安全。
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任务3
2024年_C题：无线传输信号模拟系统
一、任务
设计制作用于模拟产生无线传输信号的系统，包括模拟产生直达传输信号和 多径传输信号，并合路得到模拟的无线传输信号。其中，直达信号的初相、幅值可设置，多径信号相对直达信号的时延、初相和幅值衰减可设置。系统的组成框 图如图 1 所示。模拟产生的直达信号 SD、多径信号 SM，以及合路的输出信号 SOut 都需要留出测试端口，以便进行测试。
二、要求
模拟产生一个固定载波频率的无线传输信号，载波频率fc介于30MHz~40MHz之间,其中直达传输信号SD和多径传输信号SM满足以下要求：
可设置无线传输信号为连续波(CW)信号或调幅(AM)信号。对于AM信号，其调制信号为2MHz 频率的正弦信号。(10分)
模拟产生直达传输信号 SD，载波幅度有效值可设置，有效值范围为100mV~1V，以 100mV 的步进可调，要求幅度有效值误差不大于10mV；对于AM信号，其AM调制度可设置，调制度范围为30%~90%以 10%的步进可调，误差不大于 5%。(20 分)
模拟产生的多径传输信号 SM，其幅度衰减和时延可设置。相对直达3信号，多径信号的时延范围为 50~ 200ns，以 30ns 的步距步进可调，要求时延误差不大于 10ns； 幅度的衰减范围为 0~ 20dB以2 dB 的步进可调，要求衰减误差不大于 1dB。(20 分)
模拟产生载波频率覆盖30~40MHz波段的无线传输信号，载波频率fc以1MHz为步进可设置，其中直达传输信号SD和多径传输信号SM满足以下要求
模拟产生直达传输信号SD，在30~40MHz范围内设置载波频率，要求频率误差不大于 2%；其他可设置参数满足 (1)中 第一点和第二点的指标要求。(16 分)
模拟产生多径传输信号SM，相对直达信号SD的初始相位可设置，设置范围为0°~180°，以 30°的步进可调，要求初始相位误差不大于10°；其他可设置参数满足 (1) 中第三点的指标要求。(20 分)
在频段30MHz~40MHz 内合路输出无线传输信号Sout，要求合路输出信号正确，波形稳定。(8 分)
其他。 (6分)
设计报告。 (20 分)
三、说明
(1)在无线通信中发射天线发射的无线通信信号，经过空间传输达到接收机天线处，是直达信号、多径信号合路形成的无线传输信号。因为在无线传输过程中，传输信道存在多径信道，也就是说无线电信号从发射天线发射，可能经过多个路径抵达接收天线，比如从建筑物或其他物体反射的信号与直接传输的直达信号一起被接收机接收，如下图 2 所示。
图2
(2)假设发射信号直达接收机的接收信号定义为 x(t)，对于多径信号可以表示为: m(t)=α·x(t+τ)·ejφ。其中，α、τ、φ 三个参数反应多径信道特性，分别代表多径信号的幅度衰减时延、以及多径引入的初相变化。初相变化通常假定为 0~180°
(3)典型的直达和多径 AM信号波形如下图3 所示。其中红色为直达信号橙色为多径信号，它相对直达信号有时延、初相和幅度的变化。
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任务4
2024年_D题：立体货架盘点无人机系统
一、任务
设计并制作一款由多旋翼飞行器和带显示器的无线地面站构成的系统，能够实现对立体货架上全部货物的自主巡检、盘点，以及对特定货物的单独盘点;地 面站能显示盘点结果信息。
图 1 为一个大小为 400cm×500cm 的仓库俯视图，黑色方形区域为起飞点、黑色圆形区域为降落点，另有 2 个双面立体货架，每个货架两端为红色圆杆，立体货架的 4 个面编号为 A 面、B 面、C 面、D 面，每个面上有 6 个固定坐标位置， 用于张贴包含货物编号信息的二维码(共 24 个二维码)。图 2 为货架 A 面的正视图。
二、要求
(1) 完成对立体货架的遍历盘点，地面站实时显示相关盘点结果信息。
1）无人机在起飞点垂直起飞，至 150±10cm 的高度；(5 分)
2）无人机自主完成对2个货架 4个面上全部货物的遍历盘点：
① 盘点过程中，无人机使用机身上的激光笔指示盘点对象；盘点过程中激光笔关闭，成功收集一个货物信息，激光笔在被盘点的二维码范围内点亮一次(亮0.5 秒左右)；(24 分)
② 盘点过程中，地面站端用不小于3.5 寸的LCD 显示屏实时显示盘点结果，即货物编号和位置坐标信息(货物编号为1~24的数值；坐标信息为 A1~A6、B1~B6、C1~C6、D1~D6)；无人机每盘点到一个货物，地面站上的 LED 灯亮灭一次(亮1秒左右)；(12 分)
3）完成遍历盘点后，无人机稳定降落在降落点，无人机几何中心点不超出降落区域；(5 分)
4）盘点结束后，地面站可显示全部盘点结果，并可输入货物编号查询，显示货物坐标信息；(5 分)
5）遍历盘点过程用时越少越好。(10 分)
(2) 完成指定货物的定向盘点。
1） 无人机上电后，给无人机识别 1 张抽取的二维码，无人机报送识别的货物编号给地面站显示；(2 分)
2）地面站 LCD 显示屏上显示规划的定点盘点航线图；(8 分)
3）启动无人机在起飞点垂直起飞，按照 2- (2) 所规划航线飞往目标货物激光笔在被盘点的二维码范围内点亮一次(亮 0.5 秒左右)，识别目标货物二维码信息并传回地面站，地面站显示货物编号和坐标信息，地面站上的 LED 灯亮灭一次 (亮1秒左右)；(9 分)
4）完成定点盘点后，无人机稳定降落在降落点，无人机几何中心点不超出降落区域；(5分)
5）定点盘点过程用时越少越好。(10 分)
(3) 其他。(5分)
(4) 设计报告。(20 分)
三、说明
(1)立体货架说明
1) 参赛队在赛区提供的场地测试，不得擅自改变测试环境条件。
2) 货架板面采用厚度为 5mm的硬质白色PVC板制作，在板的双面固定位置上随机张贴本题提供的24 张二维码图像(内容为 1-24 的数字值)，二维码打印在白色A4 纸张上，尺寸为 19cmx19cm 左右。
3) 货架两端支架采用直径为 3~4cm的红色(R-255、G-0、B-0)圆形高度不低于 190cm；应考虑到材料及颜料导致存在色差的可能性；2个圆形杆之间横向固定 2个硬质白色杆子，货架板上可制作多个孔用于使用扎带等固定在四周杆体上。
4) 400cmx500cm 作业区四周及顶部设置安全网，安全网支架安装在安全网外。安全网外测试现场避免阳光直射，但不排除顶部照明灯及窗外环境光照射，参赛队应考虑到测试现场会受到外界光照或室内照明不均等影响因素，测试时不得提出光照条件要求。
(2) 无人机系统要求
1) 参赛队使用无人机时应遵守中国民用航空局的相关管理规定。
2) 无人机最大轴间距不大于 45cm。
3) 无人机桨叶必须全防护，否则不予测试。
4) 无人机上的激光笔水平向安装，不得移动、转动；激光笔照射到板面上的光斑直径不得大于6mm。
5) 无人机辅助定位方式不限。
6) 调试及测试时必须佩戴防护眼镜，穿戴防护手套。
7) 测评起飞前，无人机可手动放置到起飞点，手动一键启动后起飞；起飞后整个盘点过程中不得人为干预，盘点过程无人机不得降落;若采用无人机以外的启动或急停操作装置，一键启动起飞操作后必须立刻将装置交工作人员监管。
8) 要求 2 起飞前，将抽取与货架上某一张二维码相同的图片给无人机识别识别前仅可按键或者点击系统屏幕一次;识别完成后，手动一键启动后起飞。
(3) 测试要求与说明
1) 无人机起飞至降落连续完成，期间不得人为干预。
2)要求 1 的盘点过程必须在 270 秒内完成，超时相关评分模块不得分。
3) 要求2 的盘点过程必须在 180 秒内完成，超时相关评分模块不得分。
4) 每次测试全过程中不得更换电池，两次测试之间允许更换电池，更换电池时间不大于2分钟。
5)飞行期间，无人机触及地面后自行恢复飞行的，扣5分；触地后5秒内不能自行恢复飞行视为失败，失败前完成动作仍计分。
6)平稳降落是指在降落过程中无明显的跌落、弹跳及着地后滑行等情况出现。
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任务5
2024年_E题：三子棋游戏装置
一、任务
设计并制作三子棋游戏装置，能够控制机械臂或其他机构放置棋子，实现人机对弈。图 1 所示的三子棋棋盘和棋子位置示意图中，棋盘由黑色实线围成 9 个方格，人、机分别从棋子放置处拾取棋子并放置到方格中，先将己方的 3 个棋 子连成一线(横连、竖连、斜连皆可)即获胜。
二、要求
（1）装置能将任意 1颗黑棋子放置到 5 号方格中。(5 分)
（2）装置能将任意 2 颗黑棋子和 2 颗白棋子依次放置到指定方格中。(20分)
（3）将棋盘绕中心±45°范围内旋转后，装置能将任意 2 颗黑棋子和 2 颗白棋子依次放置到指定方格中。(20 分)
（4）装置执黑棋先行与人对(第 1 步方格可设置)，若人应对的第 1 步白棋有错误，装置能获胜。(20 分)
（5）人执黑棋先行，装置能正确放置白棋子以保持不输棋。(20 分)
（6）对弈过程中，若人将装置下过的 1 颗棋子变动位置，装置能自动发现并将该棋子放置回原来位置。(10 分)
（7）其他。(5分)
（8）设计报告。(20 分）
三、说明
（1）三子棋棋盘和棋子在测评时由选手自带。棋盘尺寸如图 1所标，其背景颜色由选手自定;棋子直径约 22±2mm，材质由选手自定。图1中的蓝色标注及虚线等，实物中不出现。黑、白棋子在放置处各摆成 1列，棋子间距不限。
（2）装置放置棋子的过程中，不可触压黑实线:；放置后不可脱离方格区域；放置一颗棋子的时间不大于 15s。否则扣分。
（3）要求 (2)(3)中，装置可设置黑棋子和白棋子被放置的方格号。
（4）要求(4)(5)中，人下完 1步棋后，通过按动装置上的某唯一指定按钮通知装置，同时启动计时;装置下完 1步棋后，通过亮灯指示，计时停止。
（5）要求(6)中，在人下棋期间，并不下新子，而是将装置下过的1颗棋子变动位置;轮到装置下时，装置能将被变动的棋子放置回原来位置，时间不大于15s。
（6）装置应能适应正常室内照明环境，测试时不得有特殊照明条件要求
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任务6
2024年_F题：磁悬浮实验装置
一、任务
设计并制作一套磁悬浮实验装置，由底座台和悬浮盘构成，在实验装置启动后悬浮盘悬浮，并可以完成一定的动作，如图 1 所示。要求底座台不得安装永 磁体，为底座台提供的电源电压不大于 30V/DC，底座台外形尺寸最大值不得超 过 18cm。悬浮盘为无源系统，不得加装电池，也不得外接电线，悬浮盘的直径 不超过 10cm。
二、要求
（1）悬浮盘能够悬浮超过 2秒，悬浮高度h大于 1cm。(10 分)
（2）悬浮盘能够稳定浮，悬浮高度h不小于 2cm，且稳定时间在 10 秒以上。(20分)
（3）悬浮盘稳定悬浮的状态下,在悬浮盘中心处放置重量约 20 克加载物体悬浮盘可以稳定悬浮 10 秒以上。(15 分)
（4）可以数字设定悬浮盘悬浮高度，可调整悬浮高度范围不小于 2cm，可调整精度不小于 0.2cm，稳定时间在 10 秒以上。(20 分)
（5）处于悬浮稳定状态后，底座台和悬浮盘可以手动整体倾斜，倾斜角度越大越好。(15 分)
（6）尽量降低磁悬浮实验装置的功率，在悬浮盘稳定悬浮高度不小于 2cm前提下，磁悬浮实验装置的底座台供电功率越小越好。(10 分)
（7）其他。(10 分)
（8）报告。(20 分)
三、说明
（1）磁悬浮技术，简称 EML 技术或 EMS 技术，是指利用磁力克服重力使物体悬浮的一种技术。磁悬浮技术实现形式比较多，主要可以分为系统自稳的被动悬浮和系统不能自稳的主动悬浮等
（2）实验装置的底座台不得使用永磁体，须全部采用电磁线圈构成的电磁铁来实现。电磁铁是通电产生磁场的一种装置，是在铁芯外部缠绕与其功率相匹配的导电绕组，通有电流的电磁铁具有磁性，并且可以通过改变电磁线圈的电流来改变磁场大小。为了实现题目要求，实验装置的底座台需要多个电磁线圈协调工作，电磁线圈个数不限，电磁线圈要求自己绕制。
（3）作品通过直流电源供电，由于对多个电磁线圈供电，需要对供电电路进行设计，控制多个电磁线圈的工作电流，实现磁悬浮系统的悬浮控制，整套磁浮装置要求自制。
（4）除了第 (5)项功能测试外，整个控制过程中底座台与地面保持平行测试过程中不允许移动。
（5）本题中悬浮高度是指悬浮盘平稳悬浮后，悬浮盘底面距底座台最高元器件上沿(面)的距离。
（6）第(3)项测试中的重物，可以用3 第或第五的一元硬币替代，每枚约6克。
（7）第(4)项测试盘高度设定功能时，可在装置处于稳定悬浮状态后，再设定基于此高度的相对高度，设置范围不小于 2cm。
（8）系统在进行各项功能测试时，启动 20 秒内必须进入稳定悬浮状态，逾期或者不能稳定的，不予测试。悬浮盘在某一高度平稳旋转，可视为稳定状态。
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任务7
2024年_G题：简易录音屏蔽系统
一、任务
设计并制作一个简易阻塞式录音屏蔽系统(简称“屏蔽系统”)，包括：录音屏蔽信号发生器(简称“信号发生器”)和音频信号监测/识别模块，能够屏蔽(选择屏蔽)录音/回放装置和普通录音设备的窃录，且对正常音频交流无影响。
发声装置负责发出强度为人类正常谈话声压值(50dB/1m)的音频信号，发声时长不小于 10s，能重复播放。录音/回放装置可接收并录制/回放100Hz~20kHz 频率范围的音频信号，内含满足录制≥ 10s 时长音频信号的存储空间。发声装置和录音/回放装置可使用手机。屏蔽系统工作原理框图如图1所示。
二、要求
（1）信号发生器可发出录音屏蔽信号，能有效屏蔽录音/回放装置窃录，屏蔽距离≥1m，屏蔽角度≥ 60°。(35 分)
（2）音频信号监测/识别模块可判断音频信号的有无，当无音频信号出现时，该模块通知(控制) 信号发生器停止工作，并关闭指示信号发生器工作状态的 LED 灯。(25 分)
（3）信号发生器的电源输入功率≤6W，其输出功率在1W~4W 范围内可调整，调整步长为 1W，调整方式自定。信号发生器在相同额定电源输入功率的条件下，屏蔽距离越远越好。(25 分)
（4）对不同类型的音频信号，音频信号监测/识别模块可实现自动识别信号类型，并按要求选择屏蔽某种音频信号。识别时间≤1s。(10 分)
（5）其他。(5分)
（6）设计报告。(20 分)
三、说明
（1）信号发生器可采用低频超声波换能器生成录音屏蔽信号，实现既不影响正常音频信号交流，又能屏蔽录音设备的窃录。竞赛期间，应注意安全使用超声波换能器，不提倡过度追求超声波换能器的大功率输出，并避免直射人体，造成人身伤害。
（2）屏蔽距离：在可正常屏蔽录音的条件下，屏蔽系统与录音装置之间的直线距离。屏蔽角度：在可正常屏蔽录音的条件下，屏蔽信号能覆盖的夹角。如图2所示。
（3）设计、制作(集成)屏系统的各部分电路时，应考虑方便指标测试注意预留测试端口，如预留监测信号发生器电源输入功率的端口。
（4）要求(1)中，距离≥ 1m，屏蔽角度越大越好。
（5）要求(3)中，信号发生器输出功率可由其电源输入功率体现，输出功率调整方式可手动或程控，采用程控方式得分高；若信号发生器采用多超声波换能器方案，则其输出功率由各换能器电源输入功率之和体现。
（6）要求 (4)中，“对不同类型的音频信号，可实现自动识别、选择屏蔽录音功能”，举例说明：当音频信号为语音信号，或为音乐信号时，可自动识别信号类型，并按要求，选择仅屏蔽语音信号，或仅屏蔽音乐信号。
（7）不容许使用市售录音屏蔽产品改装。
（8）测试时，输出音频信号的手机由学生自带，现场下载测试音频信号。
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任务8
2024年_H题：自动行驶小车
一、任务
设计一个采用 TI MSPM0 系列 MCU 控制的自动行驶小车，能在指定路径 上自动行驶，行驶场地示意如图 1 所示。场地面积不小于 220cm×120cm。图中两个对称半圆弧线的半径为 40cm，弧线为黑色，线宽 1.8cm 左右，弧线的四个顶点分别定义为 A、B、C 和 D 点。建议场地采用白色哑光喷绘布制作。场地除两个半圆弧外，不得添加任何标记。
二、要求
（1）将小车放在位置A 点，小车能自动行驶到B 点停车，停车时有声光提示。用时不大于 15 秒。(20 分)。
（2）将小车放在位置 A 点，小车能自动行驶到 B 点后，沿半弧线行驶到C点，再由 C 点自动行驶到 D点，最后沿半狐线行驶到 A 点停车,每经过一个点声光提示一次。完成一圈用时不大于 30 秒。(20 分)
（3）将小车放在位置 A 点，小能自动行驶到 C 点后，沿半弧线行驶到 B点，再由 B 点自动行驶到 D 点，最后沿半弧线行驶到 A 点停车。每经过一个点声光提示一次。完成一圈用时不大于 40 秒。(30 分)
（4）按要求3的路径自动行驶4圈停车，用时越少越好 (30分)
（5）设计报告。(20 分)
三、说明
（1）作品中的小车尺寸不大于 25cm (长) X15cm (宽) 15cm(高)小车尺寸包括小车以及小车所安装的传感器等总体的轮廓尺寸大小。小车采用轮式小车，不得采用履带和麦氏轮。小车行驶时只能前进，不得后退。必须采用TI MSPMO 系列MCU 控制小车的状态，不得采用其他型号的 MCU。小车控制板安装时需暴露其 TI MSPMO 芯片，便于测试时查验。小车上不得安装摄像头。不符合规定的小车不进行测试。
（2）行驶场地水平铺设于平整的地面，除题目要求的圆弧之外，行驶场地上不得有其他任何指示标记（包括ABCD四个字符）。不得对测试场地外环境有任何要求。为了适应测试场地，允许测试前小车试跑。
（3）小车不得借助周围环境物品导航。场地内外不得架设任何其他装置设备。正式测试时，小车行驶过程中不得人为干涉、遥控小车运动。测试时，应允许相关人员在场地外围走动。
（4）本题目所有小车在起始点的摆放方向自定。要求的小车停车动作及行驶经过 A、B、C、D 点时，必须有声光提示。启动、停车及行驶经过 A、B、C、D 点时，小车的地面投影必须覆盖圆弧顶点;小车所有在圆弧上的行驶过程，其投影必须在弧线上，投影脱离圆弧即认为此次测试失败，此项目不得分。
（5）所有测试项目如果完成时间超过规定时间一倍以上时，此项目不得分。
（6）小车采用车载电池供电。进入测试环节，中途不得更换电池。
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任务9
一、任务
设计并制作集成运放参数测量装置，如图 1 所示。装置上需提供用于插接被测集成运放芯片的 DIP8 插座。装置为集成运放提供 ±12V 双路电源，测量集成运放空载时的单位增益带宽、压摆率和静态功耗参数。
二、要求
装置能产生测量所需的正弦信号，频率和电压幅度可设可调，最大峰峰值不小于 1V，最大频率不小于 2MHz 。频率相对误差绝对值不大于 5% 。（20分）
装置能测量并显示被测集成运放的单位增益带宽（测量范围不大于 2MHz ），测量相对误差绝对值不大于10%。（26分）
装置能测量并显示被测集成运放的压摆率（在单位增益、输出信号峰峰值不小于 8V 条件下，测量范围 0.1~10V/μs ），测量相对误差绝对值不大于 10%。（26分）
装置能测量并显示被测集成运放的静态功耗（在单位增益、输入出电压 0V 条件下，测量范围 1~100mW ），测量相对误差绝对值不大于 10% 。（20分）
其他。（8分）
设计报告。（10分）
三、说明
被测集成运放为 DIP8 封装，测试时由测评专家提供。
装置需引出要求 1 的正弦信号测量接口。
测量要求 2 ~ 4 时，插接好被测集成运放、装置上电后，用唯一启动键启动测量并显示 3 个待测参数，期间不得人工干预；测量时间不大于 60s。
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任务10
一、任务
用 TI 公司 TPA2000D1 作为核心芯片，设计并制作一个具有自动音量控制功能的 D 类音频功率放大器（以下简称放大器），对 300Hz~10kHz 频率范围的音频信号进行放大、负载为 4Ω 电阻。该放大器采用 MCU 平台对其进行音量控制，实现以下功能。
二、要求
放大器采用单端信号输入，输出采用桥接式负载 BTL （Bridge-Tied-Load）电路，4 Ω/4W 电阻作为负载。（5分）
放大器在 1kHz 正弦波输入时，电压增益 ≥ 40dB。（15分）
放大器在 4Ω 负载电阻上，最大不失真输出功率（不考虑 D 类功放输出的开关毛刺） Pomax≥2W。（20分）
放大器具有自动增益调整功能。当输入正弦信号有效值在 40mV~2V 之间变化时，放大器输出功率 Po 能自动保持2W不变。输出功率相对误差绝对值 （∣(Po−2 W)/2 W∣）≤10% ，调整时间 ≤ 5 秒 。（20分）
放大器具有输出功率程控设定功能。当输入正弦信号有效值在 40mV~2V 之间变化时，输出功率 Po 可以设定，设定范围为 0.2~2 W , 步长 0.2W 。输出功率相对误差的绝对值 ≤10%，调整时间 ≤ 5 秒。（20分）
放大器具有输出功率测量显示功能。功率测量范围为 0.1~3W，测量分辨率 0.01W。测量相对误差的绝对值≤10%。在输入信号频率 ≤1kHz 时，当输入信号波形分别为方波、三角波时，功率显示依然正确。（20分）
设计报告。（10分）
三、说明
4Ω 负载电阻采用插接方式接入电路，方便取下用万用表测量其阻值。
本电路输出采用 BTL 电路。由于负载两端均不接地，负载两端输出电压 Uo 的测量需使用示波器两个通道，分别测量负载两端的对地电压，再利用示波器通道相减运算功能显示 Uo 测量值。
要求 5 功能测试时，放大器负载仍然采用 4Ω / 4W 电阻。
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任务11
一、任务
设计并制作一装置，能够检测并分析信号的波形及各项参数，并以指定要求的方式完整清晰地展示信号的波形。被测信号由信号源产生，可以是正弦波、锯齿波、脉冲波等基本周期信号，也可以是由多种同源基本周期信号复合形成的复杂周期信号，或单次猝发信号。构成信号单一成份频率范围 100Hz~10kHz ，信号峰峰值 0.5V~5V。
二、要求
装置能够检测出周期性基本信号的波形、最大值与最小值、频率或周期、占空比等参数，并在显示屏上显示参数值，相对误差绝对值不大于 5% 。（20分）
装置将检测到的信号波形（2 个周期及以上）描绘在显示屏上，需要有 X-Y 坐标轴及单位指示，能从波形图上观察到（1）中所述参数。（15分）
能够检测复杂信号，在 LCD 显示器上描绘波形，分析并显示构成信号各成份的频率及幅值（基波、5 次及以下谐波）。（30分）
能够检测单次猝发信号（持续时间 1~5ms），记录并完整显示信号波形，分析并显示信号最大幅度、持续时间等特征参数。（15分）
现场配备云台、紫外激光笔及紫外感光纸；自行将激光笔安装到云台上，装置控制云台与激光笔，在 3s 内将信号不少于一个周期的波形曲线在感光纸上完整、准确地描绘出来，尺寸不小于 10cm× 20cm 。（15分）
其他自主发挥。（5分）
设计报告。（10分）
三、说明
现场环境条件及测试要求
现场提供全系列双列直插电阻、电容及部分贴片器件，提供连接线、电路板、接插件等配件。
现场提供 MCU 等模块，参赛队也可使用自带的与现场提供相同型号的 MCU 板卡；可使用自带的 LCD 显示屏和键盘。
现场提供二维控制云台，紫外激光笔，参赛队需自行将激光笔安装到云台上；需能够控制激光笔的开启、关闭及指向；使用激光笔时务必注意安全，切勿照射自己或他人眼睛。
现场提供紫外感光纸（可重复使用）、 PVC 立板及双面胶等，自行选择感光纸与激光笔间距离，并将感光纸粘贴在 PVC 立板上。
被测信号由现场提供的信号源产生，参赛队员需要根据评委指令自行操作设置信号源参数。
装置只允许使用一只按键启动测试。
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任务12
一、任务
设计并制作光伏阵列模拟器（以下简称模拟器），如图 1 所示。输入由直流稳压电源提供，负载采用直流电子负载，电子负载工作在恒流模式。模拟器输出特性曲线如图 2 所示。
图1 模拟器框图
图2 模拟器输出特性曲线
二、要求
UI = 40V 条件下，通过直流电子负载改变输出电流 IO，使模拟器输出状态（UO，IO）按图 2 所示输出特性曲线变化，模拟器输出从某一状态变为新状态并达到稳定所需调整时间不大于 2s，且稳态控制精度满足以下要求：（50分）
(1) 开路输出电压 UOC =30V，实测 UO 偏差的绝对值不大于 50mV；
(2) IO =0.1~2.1A 时，实测 UO 与曲线标准值偏差的绝对值不大于50mV；
(3) 短路输出电流ISC =2.2A，实测IO偏差的绝对值不大于 50mA。
模拟器具有输出电压 UO、输出电流IO的测量和显示功能，UO 测量相对误差的绝对值不大于 0.1%，IO 测量相对误差的绝对值不大于 1% 。（20分）
IO =2A 条件下，当 UI 由 32V 增加至 48V 时，输出电压 UO 的电压变化率 SU ≤0.1% 。（10分）
UI =40V、IO =2A时，模拟器的效率η≥95%。（14分）
其他。（6分）
设计报告。（10分）
三、说明
图 1 中的直流稳压电源使用输出电压不小于 48V（可两路串联获得），额定电流不小于 3A 的成品电源，模拟器的所有电路（包括测控电路）均由该电源供电，不得再接入其他任何交、直流电源。
要求 3 中输出电压变化率
其中 UO48 为 UI =48 V 时的输出电压，UO32 为 UI =32V 时的输出电压。
制作时应合理设置测试点，具体可参考图 1 。
模拟器输出端合理设置跳线或开关，便于实现开路、短路。
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活动规则
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专题竞赛实施
2024年，由全国竞赛组委会和有关赛区继续组织开展大学生电子设计竞赛嵌入式系统专题邀请赛（英特尔杯）、全国大学生电子设计竞赛模拟电子系统设计专题赛（TI杯）、全国大学生电子设计竞赛信息科技前沿专题赛（瑞萨杯），三个专题竞赛的参赛形式均调整为“初赛+复赛”，报名机制调整为 “选拔+邀请”，并适度扩充竞赛规模。同时，全国竞赛组委会支持各赛区组织开展赛区大学生电子设计竞赛，鼓励各学校根据自身条件适时组织开展学校一级的大学生电子设计竞赛。其中，各赛区在全国竞赛组委会支持下双数年开展的半封闭形式的赛区大学生电子设计竞赛可同时纳入全国大学生电子设计竞赛模拟电子系统设计专题赛（TI杯）初赛。
2024年开展的三个专题竞赛的具体时间和方式由各专题竞赛章程和通知另文细述。
三个专题竞赛均设立赛前培训渠道，各赛区组织委员会、各有关参赛高等学校应关注各专题竞赛网站及有关通知。全国竞赛组委会鼓励和支持西部赛区学校与东部赛区学校建立帮扶关系，切实加强西部赛区学生动手能力和工程实践能力的培养，落实促进教育公平，共同提升教育质量。
全国大学生电子设计竞赛—模拟电子系统专题赛（TI杯）规则
- 关于开展 2024 年全国大学生电子设计竞赛模拟电子系统设计专题赛的第一次通知
- 2024 年 TI 杯省级大学生电子设计竞赛芯片推荐列表
- 关于2024年全国大学生电子设计竞赛模拟电子系统设计专题赛(TI杯)TI指定器件及免费获取板卡方式的说明
2024年全国大学生电子设计竞赛仪器设备和主要元器件及器材清单【本科组高职高专组】
- 仪器设备清单
- 数字示波器（200MHz，双通道）
- 函数发生器（20MHz，双通道）
- 直流稳压电源（0~30V/3A，双路）
- 单相功率分析仪
- 数字万用表
- TI MCU 系统板
- TI MSPM0系列开发板
- 单片机开发系统
- FPGA 开发系统
- DSP 开发系统
- 嵌入式开发系统
- 主要元器件及器材清单
- 竞赛方式
竞赛分成初赛和决赛两个阶段。
- 专题赛初赛与双数年省级大学生电子设计竞赛合并，采用“半封闭、相对集中”的组织方式进行。赛题由全国大学生电子设计竞赛组织委员会委托模拟电子系统设计专题赛专家组进行统一命题。初赛由各省、自治区、直辖市大学生电子设计竞赛组委会组织所在区域内高校进行，在每偶数年的7月下旬进行。初赛名称建议为“2024年XXX杯全国大学生电子设计竞赛(XX赛区)暨模拟电子系统设计专题赛选拔赛”，或维持原省赛名称。
- 专题赛决赛采用命题全封闭竞赛模式，以模拟电子系统设计为主题，由模拟电子系统设计专题赛专家组在模拟信号获取、处理、转换、产生，以及变流技术等方面进行命题。分组委会指定参赛队在统一地点，在规定时间内使用指定竞赛平台（将在后续实施细则文件中公布），以及竞赛现场统一提供的相关模块及器件完成参赛作品。参赛队根据命题的要求，自主设计、独立完成一个有指定功能的应用系统（竞赛作品）参加评奖。竞赛倡导自主创新，参赛队基于竞赛指定的平台及环境条件，在完成命题要求的基础上进行自我发挥设计。参赛队在决赛期间不得与外界有任何联系。
- 参赛对象
专题赛初赛的参赛队成员为各省市区普通高等学校具有正式学籍的全日制在校本科或高职高专学生，采用校内自愿组合、3人一队的原则组建参赛队，由所在学校统一向赛区竞赛组委会报名参加省级大学生电子设计竞赛。
专题赛决赛的参赛队员为普通高等学校具有正式学籍的全日制在校本科学生。每支参赛队学生3人；决赛中每所学校不超过两支队伍参赛。专题赛决赛参赛队由两部分构成：
（1）在初赛中成绩优异的本科参赛队，由赛区竞赛组委会推荐参赛。专题赛分组委会将根据各赛区初赛报名规模，向各赛区分配推荐决赛参赛队的名额。各赛区决赛名额为1~3个队。
（2）专题赛分组委会通过各赛区组委会邀请设置电子信息或电气工程本科专业，并且列入国家“一流大学及一流学科建设高校”计划的部分普通全日制大学，或在电子信息或电气工程专业领域具有较大影响或较强专业特色的其他大学，经过选拔组建参赛队参赛。邀请时以近年大学生电子设计竞赛参赛成绩为主要参考依据。
专题赛决赛每支参赛队可配备不超过2名赛前指导教师。对于赛前指导教师的工作，应按照教育部高等教育司《关于鼓励教师积极参与指导大学生科技竞赛活动的通知》（教高司函[2003]165号）的精神，承认并计算其工作量。
- 赛前培训
竞赛前，专题赛分组委会将与竞赛协办方组织安排针对指定竞赛平台的技术培训。参赛学校可以登录全国大学生电子设计竞赛培训网参加培训。竞赛分组委会邀请广大师生参加（全国所有学校师生都可参加），以促进大家对模拟电子系统设计的了解和学习。竞赛培训网址如下：http://www.nuedc-training.com.cn
- 竞赛评奖
专题赛初赛奖项与双数年各赛区大学生电子设计竞赛奖项一致，一、二、三等奖总获奖比例原则上不超过赛区总参赛队数的40%，其中一等奖不超过10%。
专题赛决赛设立一、二、三等奖，获奖比例原则上分别不超过决赛参赛队数的8%、16%、36%，可酌情颁发“成功参赛证书”；决赛设立TI杯，在一等奖候选队中由专题赛专家组评选一个优胜队获得。
- 时间地点
专题赛初赛及评审地点与双数年省级大学生电子设计竞赛一致，由各赛区组委会发布。初赛竞赛时间全国各赛区统一，将在后续实施细则文件中公布。
专题赛决赛将于2024年8月26日—30日在杭州电子科技大学举行。报到时间为2024年8月26日（逾期未报到者视作放弃参赛）；竞赛地点在杭州电子科技大学下沙校区电工电子国家级实验教学示范中心进行；地址为：杭州市钱塘区下沙高教园区杭州电子科技大学第二教研楼；邮编310018。
专题赛分组委会将邀请参赛学校及其队数的参考名单发给各赛区组委会，由赛区组委会联络落实，并在2024年4月30日前向专题赛分组委会回复参赛确认函。各赛区组委会赛区初赛结束后，按照获得的名额推荐初赛中的优秀参赛队参加决赛，并在8月10日前将参赛队信息报送专题赛分组委会。所有参赛学校须在2024年8月18日前将参赛队员信息表电子版发送至分组委会邮箱，参赛队员参赛时需携带经本校教务处盖章确认后的参赛队员信息表纸质版到竞赛现场。
- 经费情况
专题赛决赛不收取参赛报名费。参赛队报到后，决赛及评审期间参赛队员的餐食及住宿由专题赛分组委会统一安排，费用由参赛队所在学校解决。参赛队往返竞赛地点的交通及费用由参赛队所在学校解决。
- 联系方式
专题赛分组委会秘书处设立在东南大学。
邮政地址： 杭州市钱塘区下沙高教园区杭州电子科技大学教务处
邮政编码： 310018
分组委会联系人：
黄慧春（东南大学），联系电话：13809000196
颜曰越（杭州电子科技大学），联系电话：15268800380
郑雪峰（杭州电子科技大学），联系电话：13291880181
官方网址：http://nuedc.xjtu.edu.cn/ 培训网址：http://www.nuedc-training.com.cn
分组委会电子邮箱：nuedc_ti@163.com
主办方
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