2011全国大学生电子竞赛：专家预测题解析

"本文介绍了2011年全国大学生电子竞赛的预测题目，涵盖了交流电压参数的测量、正弦波功率输出装置以及程控交流电压源的设计与制作要求。" 全国大学生电子竞赛是针对在校大学生的一项科技竞赛，旨在提高学生的动手能力和创新思维。2011年的竞赛预测题目主要涉及了三个领域：交流电压参数测量、正弦波功率输出装置的制作，以及程控交流电压源的设计。 一、交流电压参数的测量 这个部分要求参赛者利用给定的运算放大器和CPLD实验箱（板）设计一款能够测量交流电压参数的设备。基础要求包括： 1. 设计一个放大器，其增益需大于20dB（即10倍），同时增益要超过100KHz。 2. 使用CPLD实验箱（板）和放大器构建一个频率计，测量范围设定为10Hz至100KHz，并能显示3位数值。发挥部分则增加了对放大器增益和带宽的提升，以及使用A/D转换和CPLD器件进行电压幅度测量。 二、正弦波功率输出装置 此任务要求参赛者设计一个正弦波功率输出装置，具备以下功能： 1. 输入为单相市电，输出为20Hz至100Hz、36V有效值的交流电，且输出波形接近正弦波，无明显失真。 2. 当输入电压在198V至242V之间，负载电流在0.1至2A范围内，输出电压应保持在36V，误差不超过5%。此外，需要有超过3A电流时的过流保护机制。 3. 发挥部分进一步提高了电压稳定性和电流范围的测量，以及添加了输出电压、电流、频率和功率的测量与显示功能，要求测量误差小于5%。 三、程控交流电压源 这部分比赛要求设计一个可程控的交流电压源，满足以下条件： 1. 单、三相电压独立可调，每相输出电压30-150V，步进1V，频率200-800Hz，步进1Hz。 2. 输出功率至少10W，电压精度±0.5V，频率精度±1Hz，波形失真度小于1%，并能精确显示电压和频率的小数点后一位。 3. 发挥部分则提高了电压输出范围、单相输出功率以及电压精度。 这些预测题目不仅考察了参赛者的电路设计能力，还强调了实践操作、信号处理和系统集成等多方面技能，对参赛者来说是一次全面的挑战。通过这样的竞赛，学生们能够提升自己的电子技术应用能力，为未来职业生涯打下坚实的基础。