2017年全国大学生电子设计大赛本科类及高职类信号处理部分试题

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。

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。

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。

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。

（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。

图1 数字示波器示意图

二、要求

1．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。

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。

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 M 时），频率误差≤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。

程控滤波器（D题）

【本科组】

一、任务

设计并制作程控滤波器，其组成如图1所示。放大器增益可设置；低通或高

通滤波器通带、截止频率等参数可设置。

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。

图1程控滤波器组成框图

二、要求

1. 基本要求

（1）放大器输入正弦信号电压振幅为10mV，电压增益为40dB，增益10dB

步进可调，通频带为100Hz～40kHz，放大器输出电压无明显失真。

（2）滤波器可设置为低通滤 …… 此处隐藏：6400字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……