2023年山東省大學生電子設計競賽

2022-03-17 03:20:48 字數 4318 閱讀 2737

a題瞬態響應測試儀

【本科組】

一、任務

要求採用指定的fpga實驗平台(含excd-1開發板)設計乙個二階系統動態響應測試儀,系統組成框圖如圖1:

圖 1二、要求

1. 基本部分

(1)設計並製作保證二階系統正常工作所需要的一組±12v直流電源及fpga實驗平台供電電源。

(2)安裝並除錯好圖2所示的二階電路系統。

(3)設計並製作輸出1v的直流階躍訊號源,要求階躍訊號的上公升時間小於

0.5us,輸出直流訊號電壓的值在1±0.1v內。

(4)當給該二階系統加入1v的階躍訊號時,顯示並測量二階系統的動態響應峰值時間tp,測量誤差小於5%。

(5)顯示並測量二階系統的超調量σp,測量誤差小於5%。

(6)顯示並測量二階系統的調節時間ts(取δ為±2%),測量誤差小於5%。

2. 發揮部分

(1)要求直流訊號源輸出0.5v~1.5v步進可調,步進大小為0.1v。

(2) 要求顯示二階系統瞬態響應曲線。

(3)進一步提高測量二階系統效能指標的精度。

(4) 利用fpga埠,設計一單脈衝訊號源,要求脈衝寬度為0.1us~1000us範圍內可任意設定。(可不考慮脈衝源的帶負載能力大小)

(5) 利用fpga設計乙個頻率為100khz,要求誤差小於2%;幅值為2±0.1v的三角波訊號。

(6)其他。

三、評分標準

說明:1、有關二階系統的知識請參閱有關教材內容。

2、實現該測試儀器必須採用組委會指定的excd—1可程式設計片上系統開

發板。 3、被測試的二階系統的電路如圖2所示。

圖 24、關於二階系統瞬態引數的定義:(1) 峰值時間tp:從施加階躍訊號開始,二階系統輸出到達最大值所需要的時間。

(2)超調量σp:二階系統輸出響應的最大峰值與穩態值之間的差。(3)調節時間ts:

輸出響應值與穩態值之間的差小於規定穩態值值百分數的時間。

5、在製作二階系統時,要留有方便更換電阻r的插孔或端子。

6、允許外加必要的輔助測量電路。

b題電阻電容電傳感試儀的設計與製作

【本科組】

一、任務

設計、製作乙個電阻、電容、電傳感試儀和測試所用的訊號發生器。(不准用現成儀表改制)。

二、要求

1 .基本要求

( 1 )自製乙個測試用的正弦訊號發生器,輸出訊號的頻率範圍1hz~1mhz ,峰值vm≥5v,輸出阻抗≤50ω。輸出訊號的頻率和峰值都連續可調。

( 2 )測量範圍:電阻 1 ω ~ 5m ω ;電容 10pf ~ 10μf ;電感 10 μ h ~ 100mh 。

( 3 )測量誤差:各檔均 ≤±5%

( 4 )顯示部分可選用led或lcd,但應能明確表示出專案和量綱,有效數字4位。可調出最近十次的測量結果顯示,顯示內容應包括測試的時間、元件型別、引數。

2 .發揮部分

( 1 )測量並顯示電感的q值,q值範圍20~300。同時顯示測量頻率。

( 2 )能通過鍵盤設定訊號頻率、測試物件和量程。

( 3 )測量量程手動或自動轉換。

( 4 )其它

三、評分標準

c題 vga顯示的多通道數字示波器

【本科組】

一、任務

使用指定的fpga實驗平台(含excd-1開發板)設計多通道數字示波器,示波器顯示使用普通的vga顯示器。

二、要求

1.基本要求

(1)示波器實時取樣頻率為10mhz,a/d轉換精度為10bits。

(2)模擬訊號輸入電壓為-2.5v---+2.5v,頻率為0-1mhz。

(3)兩路數碼訊號輸入。數碼訊號低電平為0v,高電平為3.3v,頻率為0-1mhz。

(4)顯示採用普通的vga顯示器(解析度640×480即可)。顯示方向和普通示波器方向相同(水平方向為時間,垂直方向為幅度),顯示時間軸支援1us/div,1ms/div,1s/div。幅度支援10mv/div,100mv/div,1v/div。

波形週期誤差和幅度誤差≤5%。

(5)顯示波形穩定,支援實時顯示和儲存顯示。實時顯示時可以暫停,儲存顯示時儲存深度為顯示器一屏的資料。支援波形的手動儲存功能,手動儲存的波形掉電不丟失。

(6)可以單獨顯示任意乙個通道,也可以多通道同時顯示,多通道同時顯示時不同的通道要用不同的顏色進行區分。

(7)數碼訊號要求參賽人員自行產生,a路要求占空比為50%,b路要求占空比為25%,並且要求b相比a相延時45°。兩路數碼訊號頻率相同並且可以100khz步進。要留出自行產生的數碼訊號的測試點。

(8)模擬訊號支援任意電平觸發,數碼訊號支援上公升沿和下降沿觸發。

2.發揮部分

(1)自行產生的a路數碼訊號與與輸入模擬訊號同頻同相。b路和a路的關係仍然保持不變。

(2)儲存深度增加一倍,儲存顯示時支援影象的左移和右移。

(3)儲存顯示支援正延時,負延時。正負延時點數可以人為設定,設定方式步進和手動輸入任選其一。

(4)顯示器上有中文提示時間刻度,幅度刻度,通道對應的顏色。

(5)顯示介面盡量貼近普通示波器。

(6)其他。

三、說明

1.vga顯示器使用普通的pc顯示器即可,可以是液晶顯示器,也可以是crt顯示器,無需自製。

2.本題示波器的儲存顯示功能通過檢測按鍵的抖動波形進行測試,按鍵電路自製。

3.設計報告正文中應包括系統總體框圖、核心電路原理圖、主要流程圖、主要的測試結果。完整的電路原理圖、重要的源程式和完整的測試結果可用附件給出。

四、評分標準

d題 rfid打卡器和射頻卡設計

【本科組】

一、任務

設計並製作一台rfid打卡器及射頻卡,使打卡器能識別射頻卡,識別後將射頻卡輸出的訊號採集到並輸出,射頻卡可以做成ic卡樣式,也可以採用電路方式實現,可採用積體電路,分立器件實現,其系統框圖如圖1所示。

圖1 射頻訊號發生器系統框圖

二、要求

1.基本要求

(1)射頻卡以及打卡器工作頻率13.56mhz;

(2)最大識別距離不小於5cm;

(3)當射頻卡接近到打卡器可識別距離時,打卡器識別到射頻卡,並發出聲音提示,同時將射頻卡發出的訊號捕捉到並輸出;

(4)採用rigol dp1308/1116a穩壓電源供電,也可自製。

2.發揮部分

(1)增加資料操作功能,打卡器向射頻卡發出詢問資訊和編號查詢資訊——由按鍵控制發出資訊的型別,射頻卡返回相應資訊,由數碼或者液晶屏顯示資料, 參考工作流程:

打卡器輪詢「who」——射頻卡進入感應區接收到輪詢訊號——射頻卡應答「ds(電賽)」——打卡器接收到應答,將應答資訊解析出來並顯示;

打卡器輪詢「no」——射頻卡進入感應區接收到輪詢訊號——射頻卡應答「001(三位數字即可)」——打卡器接收到應答,將應答資訊解析出來並顯示;

(2)增加電腦控制功能,打卡器使用串列埠與電腦相連,自定義軟體來使用電腦顯示資料和控制打卡器,參考工作流程:

使用rs232介面連線打卡器與電腦——上位機傳送詢問資訊——打卡器發出蜂鳴聲並返回編號001(三位數字即可)——電腦軟體顯示編號;

三、說明

設計報告正文應包括系統總體框圖、核心電路原理圖、主要流程圖和主要的測試結果。完整的電路原理圖、重要的源程式和完整的測試結果可用附件給出。

四、評分標準

總分150分,採用rigol dsa1030頻譜分析儀等儀器進行指標的測試,根據完成情況以及具體指標的偏差程度打分。

注:射頻卡以及打卡器的設計有實用意義,它符合iso/iec 14443 近耦合ic卡a類標準要求。

e題三相多功能電表

【本科組】

一、任務

設計並製作乙個能同時對三相工頻交流電(頻率波動範圍為45-65hz)的三相電壓、三相電流、三相有功功率、三相無功功率、總有功功率、總無功功率、功率因數、電網頻率、有功電能和無功電能進行測量的數字式多用表。參見附圖。

**1二、要求

1. 基本要求

(1)測量功能及技術引數

a.三相額定交流相電壓:100v/220v/380v,過載能力:持續1.2倍、瞬時電流10倍/5秒;

b.三相額定交流電流:1a,過載能力:持續1.2倍、瞬時電壓2倍/1秒;

c.三相三線或者四線任意選擇;

d.實現電壓和電流相序檢測功能;

(2)準確度

測量精度:1級

(3)功能選擇:

a.用按鍵選擇交流電壓、交流電流、有功功率、無功功率、頻率和功率因數等的測量與顯示;

b.有掉電儲存功能。

2.發揮部分

a.利用按鍵實現密碼保護功能;

b.標準rs-485通訊來實現遠端測量,通訊距離100公尺以上。

c.加入紅外通訊,通訊距離3公尺以上;

d.其它(例如擴充套件功能,提高效能等)。

三、評分意見

四、說明

山東省第九屆大學生電子設計競賽試題

說明 1.競賽日期為 2004年9月10日 周五 8時至9月13日 周一 20時。2.9月13日20 00 21 00,各電子設計參賽隊向賽區組委會用電子郵件提交答卷 使用microsoft word文件編寫,在電子郵件的 主題 欄內請寫上學校和引數隊編號 注意答辯的時間,詳見本網頁的 關於2004...

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