2011年大学生电子设计竞赛综合测评题目收录了当年比赛的所有技术挑战和评估任务，旨在考察参赛者的创新思维、实践能力和团队协作精神。
### 2011年全国大学生电子设计竞赛综合测评题解析
#### 综合测评概述
2011年全国大学生电子设计竞赛的综合测评环节是整个比赛的重要组成部分，旨在全面评估参赛队伍的设计能力和技术水平。该测评环节要求参赛队伍在限定时间内完成一项具体的电子设计任务。本次综合测评的具体任务是利用一片通用四运放芯片LM324来构建一个能够产生特定信号的电路。
#### 测评题目与要求
本次综合测评题目主要集中在运放方向，具体要求如下：
1. **电路框图**：使用LM324芯片组成电路，实现特定的功能。电路框图如图1所示。
2. **信号源**：使用低频信号源产生正弦波信号 \( u_i1 \)，频率为500Hz，电压为 \( 0.1\sin(2\pi f t) \) V，其中 \( f = 500Hz \)。
3. **加法器设计**：加法器的输入端接入信号 \( u_i1 \) 和由自制振荡器产生的信号 \( u_o1 \)，输出电压 \( u_i2 \) 应满足 \( u_i2 = 10u_i1 + u_o1 \)。
4. **选频滤波器**：将 \( u_i2 \) 信号通过选频滤波器，选出频率为 \( f_0 \) 的信号 \( u_o2 \)，要求 \( u_o2 \) 峰峰值等于9V的正弦信号。
5. **比较器输出**：将 \( u_o2 \) 信号经过比较器处理，在1kΩ负载上得到峰峰值为2V的输出电压 \( u_o3 \)。
6. **电源限制**：只能使用+12V和+5V两种单电源，且不得使用额外电源和其他型号的运算放大器。
7. **测试端子**：要求预留 \( u_i1 \)，\( u_i2 \)，\( u_o1 \)，\( u_o2 \) 和 \( u_o3 \) 的测试端子。
#### 实现细节分析
1. **加法器设计**：
- 为了实现加法器的功能，可以使用LM324中的两个运放。一个用于信号 \( u_i1 \) 放大（放大倍数为10），另一个用于将放大后的信号与 \( u_o1 \) 相加。
**放大电路**：采用基本的反相放大器结构，通过选择合适的电阻值（例如R1=10KΩ, R2=100KΩ）实现10倍增益。
**加法电路**：将两个信号源连接到反相输入端来实现。调整参数以确保输出电压符合题目要求。
2. **选频滤波器设计**：
- 从加法器的输出信号 \( u_i2 \) 中选取特定频率 \( f_0 \) 的信号 \( u_o2 \)，需要设计合适的选频滤波器。
可以考虑使用二阶带通滤波器或者LC谐振电路来实现这一功能。选择适当的电容C和电感L值，使中心频率为500Hz。
3. **比较器设计**：
- 将选频后的信号 \( u_o2 \) 输入到LM324运放中作为比较器以获得所需的输出电压 \( u_o3 \)。
比较器电路包括两个阈值设置和一个状态切换机制。根据题目要求，峰峰值为2V的输出需要精心设计。
#### 测试与提交
1. **测试环境**：测评应在模数实验室进行，并提供常规仪器仪表及元件。
2. **电路板检查**：发给参赛队前会经过检查，原则上不允许更换电路板。
3. **故障处理**：如果LM324芯片损坏，允许提供新的芯片自行焊接，但酌情扣分。
4. **测评流程**：综合测评以团队形式进行，采取全封闭方式，并禁止上网和使用手机等通讯工具。
5. **测评材料**：测评结束后制作的实物及《测试记录与评分表》由专家封存并交赛区保管。
2011年全国大学生电子设计竞赛的综合测评题目不仅考察了参赛队伍对运放芯片的理解和应用能力，还考验他们的电路设计、调试技能以及解决实际问题的能力。通过这次测评可以全面检验学生的电子设计水平。
5星
