2007年全国大学生电子设计竞赛题目A-E题
文章来源:凌阳科技教育推广中心 发布时间:2007-9-3 17:18:49
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。 (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。
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。
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。
(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。
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。
二、要求 1.基本要求
,显示屏的刻度为8?(1)被测周期信号的频率范围为10Hz~10MHz,仪器输入阻抗为1M 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 时),频率误差≤5%。?M (5)其他。
三、说明
1.A/D转换器最高采样速率限定为1MSa/s,并要求设计独立的取样保持电路。为了方便检测,要求在A/D转换器和取样保持电路之间设置测试端子TP。 2.显示部分可采用通用示波器,也可采用液晶显示器。
3.等效采样的概念可参考蒋焕文等编著的《电子测量》一书中取样示波器的内容,或陈尚松等编著的《电子测量与仪器》等相关资料。
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