电子竞赛-仪器仪表专题XXXX.pptVIP

全国大学生 电子设计竞赛仪器仪表类课题的系统构建典型案例分析 物理与信息工程学院 蔡 超 * .. . . .. 概述 电子设计竞赛中题型的分类。 基本电子线路类（电力电子） 典型题型：电源设计 高频类 典型题型：无线收发 控制类 典型题型：小车控制 仪器类 典型题型：示波器、频谱分析仪… 各类题目的难点、关键点 * .. . . .. 历年比赛中出现的仪器类课题： 1999年 B题：数字式工频有效值多用表 C题：频率特性测试仪 E题：数字化语音存储与回放系统 2001年 A题：波形发生器 B题：简易数字存储示波器 * .. . . .. 2003年 C题：低频数字式相位测量仪 D题：简易逻辑分析仪 2005年 A题：正弦信号发生器 B题：集成运放参数测试仪 C题：简易频谱分析仪 2007年 A题：音频信号分析仪 C题：数字示波器 * .. . . .. 此类课题的分类： 时域 频域 数据域 需要的核心技术 单片机（低端/高端） 可编程逻辑 * .. . . .. 简易数字存储示波器(2001年B题) 系统框图： 数字系统构建的仪器组成是什么？ 示波器的基本原理又是什么？ * .. . . .. 基本要求 根据指标思考： 1、最低的采样频率要求是多少？ 2、采样的最小分辨力要多少？ 3、最少的存储深度是多少？ 4、触发电路用什么电路元件实现？ 5、垂直灵敏度的指标意味着什么？ 6、输入阻抗如何测试？ * .. . . .. 发挥部分 * .. . . .. 数字示波器 (2007年C题) 设计任务： 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。 * .. . . .. 基本要求 （1）被测周期信号的频率范围为10Hz～10MHz，仪器输入阻抗为1M?，显示屏的刻度为8 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。 * .. . . .. 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 M?时），频率误差≤5%。 （5）其他。 * .. . . .. 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。 4．设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路