688 2021年全国大学生电子设计竞赛试题 参赛注意事项 (1)11月4日8：00竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题：高职 高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】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)11月7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。 数字-模拟信号混合传输收发机(E题) 【本科组】 一任务 设计并制作在同一信道进行数字模拟信号混合传输的无线收发机。其中，数 字信号由4个09的一组数字构成；模拟信号为语音信号，频率范围为 100Hz~5kHz。采用无线传输，载波频率范围为20~30MHz,信道带宽不大于25kHz, 收发设备间最短的传输距离不小于100cm。 收发机的发送端完成数字信号和模拟信号合路处理，在同一信道调制发送。 收发机的接收端完成接收解调，分离出数字信号和模拟信号，数字信号用数码管 显示，模拟信号用示波器观测。 ≥100cm 模拟信号 模拟信号 函数发生器 合路电路 调制发送 接收解调 示波器 数字信号 数字信号 数字键入 与编码 数码显示 发送端 接收端 图1数字模拟信号混合传输收发机示意图 E-1/3
E - 1 / 3 2021 年全国大学生电子设计竞赛试题 参赛注意事项 （1）11 月 4 日 8:00 竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职 高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】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）11 月 7 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。 数字-模拟信号混合传输收发机（E 题） 【本科组】 一 任务 设计并制作在同一信道进行数字-模拟信号混合传输的无线收发机。其中，数 字信号由 4 个 0~9 的一组数字构成；模拟信号为语音信号，频率范围为 100Hz~5kHz。采用无线传输，载波频率范围为 20~30MHz，信道带宽不大于 25kHz， 收发设备间最短的传输距离不小于 100cm。 收发机的发送端完成数字信号和模拟信号合路处理，在同一信道调制发送。 收发机的接收端完成接收解调，分离出数字信号和模拟信号，数字信号用数码管 显示，模拟信号用示波器观测。 图 1 数字-模拟信号混合传输收发机示意图
二要求 L.基本要求 (1)实现模拟信号传输。模拟信号为100Hz~5kHz的语音信号，要求接收 端解调后的模拟信号波形无明显失真。在只有模拟信号传输时，接收端的数码显 示处于熄灭状态。 (2)实现数字信号传输。首先键入4个0~9的一组数字，在发送端进行存 储并显示，然后按下发送键对数字信号连续循环传输。在接收端解调出数字信号， 并通过4个数码管显示。要求开始发送到数码管显示的响应时间不大于2秒。当 发送端按下停止键，结束数字信号传输，同时在发送端清除已传数字的显示，等 待键入新的数字。 (3)实现数字模拟信号的混合传输。任意键入一组数字，与模拟信号混合 调制后进行传输。要求接收端能正确解调数字信号和模拟信号，数字显示正确， 模拟信号波形无明显失真。 (4)收发机的信道带宽不大于25kHz,载波频率范围为20~30MHz。要求 收发机可在不少于3个载波频率中选择设置，具体的载波频率自行确定。 2.发挥部分 (1)在发送端停止数字信号传输后，接收端数码显示延迟5秒自动熄灭。 (2)在满足基本要求的前提下，收发机发送端的功耗越低越好。 (3)在满足基本要求的前提下，收发机所传输的模拟信号频率范围扩展到 50Hz~10kHz。 (4)其他。 三说明 (1)数字和模拟信号必须先经过合路电路处理，然后在同一信道上调制传 输，其调制方式和调制度自行确定。在合路电路的输出端应留有观测端口，用于 示波器观测合路信号的波形变化。 (2)收发机的发送端和接收端之间不得有任何连线。 (3)收发机的发送端与天线的连接采用SMA接插头，发送端为F(母)头， 天线端为M(公)头。天线的长度不超过1米。 (4)收发机的发送端和接收端均采用电池单电源供电，发送端的供电电路 应留有供电电压和电流的测试端口。 (5)收发机的载波频率选取应尽量避开环境电波干扰。 (6)本题目中信道带宽约定为已调信号的-40dB带宽，通过频谱仪进行测 量。具体如图2所示。 E.2/3
E - 2 / 3 二 要求 1. 基本要求 （1） 实现模拟信号传输。模拟信号为 100Hz~5kHz 的语音信号，要求接收 端解调后的模拟信号波形无明显失真。在只有模拟信号传输时，接收端的数码显 示处于熄灭状态。 （2） 实现数字信号传输。首先键入 4 个 0~9 的一组数字，在发送端进行存 储并显示，然后按下发送键对数字信号连续循环传输。在接收端解调出数字信号， 并通过 4 个数码管显示。要求开始发送到数码管显示的响应时间不大于 2 秒。当 发送端按下停止键，结束数字信号传输，同时在发送端清除已传数字的显示，等 待键入新的数字。 （3）实现数字-模拟信号的混合传输。任意键入一组数字，与模拟信号混合 调制后进行传输。要求接收端能正确解调数字信号和模拟信号，数字显示正确， 模拟信号波形无明显失真。 （4） 收发机的信道带宽不大于 25kHz，载波频率范围为 20~30MHz。要求 收发机可在不少于 3 个载波频率中选择设置，具体的载波频率自行确定。 2. 发挥部分 （1）在发送端停止数字信号传输后，接收端数码显示延迟 5 秒自动熄灭。 （2）在满足基本要求的前提下，收发机发送端的功耗越低越好。 （3）在满足基本要求的前提下，收发机所传输的模拟信号频率范围扩展到 50Hz~10kHz。 （4）其他。 三 说明 （1）数字和模拟信号必须先经过合路电路处理，然后在同一信道上调制传 输，其调制方式和调制度自行确定。在合路电路的输出端应留有观测端口，用于 示波器观测合路信号的波形变化。 （2）收发机的发送端和接收端之间不得有任何连线。 （3）收发机的发送端与天线的连接采用 SMA 接插头，发送端为 F（母）头， 天线端为 M（公）头。天线的长度不超过 1 米。 （4）收发机的发送端和接收端均采用电池单电源供电，发送端的供电电路 应留有供电电压和电流的测试端口。 （5）收发机的载波频率选取应尽量避开环境电波干扰。 （6）本题目中信道带宽约定为已调信号的 -40dB 带宽，通过频谱仪进行测 量。具体如图 2 所示
40dB BW.40dB 州 许哈 图2：信道-40dB带宽定义 四评分标准 项目 主要内容 满分 方案论证 比较与选择，方案描述 2 理论分析与计算 数字模拟信号合路、调制方式、 信道带宽的设计策略 6 数字模拟信号合路、调制发送、 电路与程序设计 接收解调，以及分离电路的设计， 6 设计报告 控制程序流程 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 4 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 合计 20 完成第(1)项 12 完成第(2)项 10 基本要求 完成第(3)项 12 完成第(4)项 16 合计 50 完成第(1)项 5 完成第(2)项 20 发挥部分 完成第(3)项 20 其他 5 合计 50 总分 120 E-3/3
E - 3 / 3 图 2：信道 -40dB 带宽定义 四 评分标准 项 目 主要内容 满分 设计报告 方案论证 比较与选择，方案描述 2 理论分析与计算 数字-模拟信号合路、调制方式、 信道带宽的设计策略 6 电路与程序设计 数字-模拟信号合路、调制发送、 接收解调，以及分离电路的设计， 控制程序流程 6 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 4 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 合计 20 基本要求 完成第（1）项 12 完成第（2）项 10 完成第（3）项 12 完成第（4）项 16 合计 50 发挥部分 完成第（1）项 5 完成第（2）项 20 完成第（3）项 20 其他 5 合计 50 总分 120