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1、简易数字频率计一、任务：设计并制作一台数字显示的简易频率计。二、要求1. 基本要求(1) 频率测量a. 测量围 信号：方波、正弦波；幅度：0.5V5V;频率：1Hz1MHzb. 测量误差w 0.1%(2) 周期测量a. 测量围 信号：方波、正弦波；幅度：0.5V5V;频率：1Hz1MHzb. 测量误差w 0.1%(3) 脉冲宽度测量a. 测量围 信号：脉冲波；幅度：0.5V5V;脉冲宽度100“b. 测量误差wi %(4) 显示器，十进制数字显示，显示刷新时间110秒连续可调，对上述 三种测量功能分别用不同颜色的发光二极管指示。(5) 具有自校功能，时标信号频率为1MHz(6) 自行设计并制作
2、满足本设计任务要求的稳压电源。2. 发挥部分(1) 扩展频率测量围为0.1Hz10MHz(信号幅度0.5V5V),测量误差降 低为0.01% (最大闸门时间w 10s)。(2) 测量并显示周期脉冲信号(幅度 0.5V5V、频率1Hz1kHz)的占空 比，占空比变化围为10%90%测量误差w 1%。(3) 在1Hz1MHz围及测量误差w 1%勺条件下，进行小信号的频率测量，提出并实现抗干扰的措施。三、评分意见项目得分基本要求设计与总结报告：方案设计与论证，理论分析与计 算，电路图，测试方法与数据，对测试结果的分析50实际制作完成情况50发挥部分完成第(1)项10完成第(2)项10完成第(3)项2
3、0特色与创新10任务A题波形发生器设计制作一个波形发生器，该波形发生器能产生正弦波、 方波、三角波和由用户编辑的特定形状波形。示意图如下:、要求1. 基本要求(1) 具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性波形的功能。(2) 用键盘输入编辑生成上述三种波形(同周期)的线性组合波形，以及 由基波及其谐波(5次以下)线性组合的波形。(3) 具有波形存储功能。(4) 输出波形的频率围为100Hz20kHz(非正弦波频率按10次谐波计算)； 重复频率可调，频率步进间隔w 100Hz=(5) 输出波形幅度围05V(峰-峰值)，可按步进0.1V (峰-峰值)调整。(6) 具有显示输出波形的类型、重复频率(周
4、期)和幅度的功能。2. 发挥部分(1) 输出波形频率围扩展至 100Hz200kHz。(2) 用键盘或其他输入装置产生任意波形。(3) 增加稳幅输出功能，当负载变化时，输出电压幅度变化不大于土 3%(负 载电阻变化围：100 Q)。(4) 具有掉电存储功能，可存储掉电前用户编辑的波形和设置。(5) 可产生单次或多次(1000次以下)特定波形(如产生1个半周期三角 波输出)。(6) 其它(如增加频谱分析、失真度分析、频率扩展 200kHz、扫频输出 等功能)。、评分标准项目满分基 本 要 求设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与计算， 电路图及有关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测
5、试 结果分析。50实际制作完成情况50发 挥 部 分完成第（1）项10完成第（2）项10完成第（3）项10完成第（4）项5完成第（5）项5完成第（6）项10任务简易逻辑分析仪（D题）设计并制作一个8路数字信号发生器与简易逻辑分析仪，其结构框图如图1所示：图1系统结构框图、要求1、基本要求（1）制作数字信号发生器能产生8路可预置的循环移位逻辑信号序列， 输出信号为TTL电平， 序列时钟频率为100Hz并能够重复输出。逻辑信号序列示例如图 2 所示。（2）制作简易逻辑分析仪a具有采集8路逻辑信号的功能，并可设置单级触发字。信号采集的 触发条件为各路被测信号电平与触发字所设定的逻辑状态相同。在 满足
6、触发条件时，能对被测信号进行一次采集、存储。示触发点位置。c. 8位输入电路的输入阻抗大于50kQ,其逻辑信号门限电压可在 0.254V围按16级变化，以适应各种输入信号的逻辑电平。d. 每通道的存储深度为20bit。c lock n_n_n_TL_n_n_rL_n_rL_i图2重复输出循环移位逻辑序列 000001012 发挥部分(1) 能在示波器上显示可移动的时间标志线，并采用LED或其它方式显示 时间标志线所对应时刻的8路输入信号逻辑状态。(2) 简易逻辑分析仪应具备3级逻辑状态分析触发功能，即当连续依次捕 捉到设定的3个触发字时，开始对被测信号进行一次采集、存储与显 示，并显示触发点位
7、置。3级触发字可任意设定(例如：在 8路信号 中指定连续依次捕捉到两路信号11、01、00作为三级触发状态字)。(3) 触发位置可调(即可选择显示触发前、后所保存的逻辑状态字数)。(4) 其它(如增加存储深度后分页显示等)。三、评分标准项目满分基本要求设计与总结报告：方案比较、设计 与论证，理论分析与计算，电路图 及有关设计文件，测试方法与仪 器，测试数据及测试结果分析50实际制作完成情况50发挥部分完成第（1）项18完成第（2）项:18完成第（3）项5其它9四、说明1系统结构框图中的跳接线必须采取可灵活改变的接插方式。2、 数字信号的采集时钟可采用来自数字信号发生器的时钟脉冲clock o3
8、、测试开始后，参赛者不能对示波器进行任何调整操作。4、 题中涉及的“字”均为多位逻辑状态。如图2中纵向第一个字为一个8位 逻辑状态字（00000101）,而发挥部分中的3级触发字为2位逻辑状态。第八届(2007年)全国大学生电子设计竞赛试题数字示波器(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。图1数字示波器示意图、要求1. 基本要求(1) 被测周期信号的频率围为10Hz10MHz仪器输入阻抗为1MW显示 屏的刻度为8 div x 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/di
9、v、0.1V/div两档。电压测量误差w 5%(3) 实时采样速率w 1MSa/s,等效采样速率200MSa/s；扫描速度要求含 20ms/div、2卩s /div、100 ns/div 三档，波形周期测量误差w 5%(4) 仪器的触发电路采用触发方式，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w 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
10、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(被测信号的频率围限定为10Hz50kHz)(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 MWM)，频率误差w 5%(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焕文等编著的 电子测量一书中取样示波器的容， 或尚松等编著的电子测量与仪器等相关资料。4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可用 附件给出。四、评分标准设计报告项目应包括的主要容分数系统方案比较与选择方案描述6理论分析与计算等效米样分析垂直灵敏度 扫描速度12电路与程序设计电路设计 程序设计12测试方案与测试结果测试方案及测试条件 测试结果完整性 测试结果分析12设计报告结构及规性摘要设计报告正文的结构图表的规性8总分50基本要求实际制作完成情况50发挥部分完成第（1）项22完成第（2）项7完成第（3）项7完成第（4）项6其他8总分50
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