文章**：凌陽科技教育推廣中心發布時間：2007-9-3 17:18:49
音訊訊號分析儀（a題）
【本科組】
一、任務
設計、製作乙個可分析音訊訊號頻率成分，並可測量正弦訊號失真度的儀器。
二、要求
1．基本要求
（1）輸入阻抗：50ω
（2）輸入訊號電壓範圍（峰-峰值）：100mv～5v
（3）輸入訊號包含的頻率成分範圍：200hz～10khz
（4）頻率分辨力：100hz（可正確測量被測訊號中，頻差不小於100hz的頻率分量的功率值。）
（5）檢測輸入訊號的總功率和各頻率分量的頻率和功率，檢測出的各頻率分量的功率之和不小於總功率值的95%；各頻率分量功率測量的相對誤差的絕對值小於10%，總功率測量的相對誤差的絕對值小於5%。
（6）分析時間：5秒。應以5秒週期重新整理分析資料，訊號各頻率分量應按功率大小依次儲存並可回放顯示，同時實時顯示訊號總功率和至少前兩個頻率分量的頻率值和功率值，並設暫停鍵保持顯示的資料。
2．發揮部分
（1）擴大輸入訊號動態範圍，提高靈敏度。
（2）輸入訊號包含的頻率成分範圍：20hz～10khz。
（3）增加頻率分辨力20hz檔。
（4）判斷輸入訊號的週期性，並測量其週期。
（5）測量被測正弦訊號的失真度。
（6）其他。
三、說明
1．電源可用成品，必須自備，亦可自製。
2．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、和完整的測試結果用附件給出。
無線識別裝置（b題）
【本科組】
一、任務
設計製作一套無線識別裝置。該裝置由閱讀器、應答器和耦合線圈組成，其方框圖參見圖1。閱讀器能識別應答器的有無、編碼和儲存資訊。
圖1 無線識別裝置方框圖
裝置中閱讀器、應答器均具有無線傳輸功能，頻率和調製方式自由選定。不得使用現有射頻識別卡或用於識別的專用晶元。裝置中的耦合線圈為圓形空芯線圈，用直徑不大於1mm的漆包線或有絕緣外皮的導線密繞10圈製成。
線圈直徑為6.6±0.5 cm（可用直徑6.
6 cm左右的易拉罐作為骨架，繞好取下，用絕緣膠帶固定即可）。線圈間的介質為空氣。兩個耦合線圈最接近部分的間距定義為d。
閱讀器、應答器不得使用其他耦合方式。
二、要求
1．基本要求
（1）應答器採用兩節1.5v乾電池供電，閱讀器用外接單電源供電。閱讀器採用發光二極體顯示識別結果，能在d盡可能大的情況下，識別應答器的有無。
識別正確率≥80%，識別時間≤5秒，耦合線圈間距d≥5cm。
（2）應答器增加編碼預置功能，可以用開關預置四位二進位制編碼。閱讀器能正確識別並顯示應答器的預置編碼。顯示正確率≥80%，響應時間≤5秒，耦合線圈間距d≥5cm。
2．發揮部分
（1）應答器所需電源能量全部從耦合線圈獲得（通過對耦合到的訊號進行整流濾波得到能量），不允許使用電池及內部含有電池的積體電路。閱讀器能正確讀出並顯示應答器上預置的四位二進位制編碼。顯示正確率≥80%，響應時間≤5秒，耦合線圈間距d≥5cm。
（2）閱讀器採用單電源供電，在識別狀態時，電源供給功率≤2w。在顯示編碼正確率≥80%、響應時間≤5秒的條件下，盡可能增加耦合線圈間距d。
（3）應答器增加資訊儲存功能，其儲存容量大於等於兩個四位二進位制數。裝置斷電後，應答器儲存的資訊不丟失。無線識別裝置具有在閱讀器端寫入、讀出應答器儲存資訊的功能。
（4）其他。
三、說明
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、重要的源程式用附件給出。
數字示波器（c題）
【本科組】
一、任務
設計並製作一台具有實時取樣方式和等效取樣方式的數字示波器，示意圖如圖1所示。
二、要求
1．基本要求
，顯示屏的刻度為8（1）被測週期訊號的頻率範圍為10hz～10mhz，儀器輸入阻抗為1m div×10div，垂直解析度為8bits，水平顯示解析度≥20點/ div。
（2）垂直靈敏度要求含1v/div、0.1v/div兩檔。電壓測量誤差≤5%。
（3）實時取樣速率≤1msa/s，等效取樣速率≥200msa/s；掃瞄速度要求含20ms/div、2μs /div、100 ns/div三檔，波形週期測量誤差≤5%。
（4）儀器的觸發電路採用內觸發方式，要求上公升沿觸發，觸發電平可調。
（5）被測訊號的顯示波形應無明顯失真。
2．發揮部分
（1）提高儀器垂直靈敏度，要求增加2mv/div檔，其電壓測量誤差≤5%，輸入短路時的輸出雜訊峰-峰值小於2mv。
（2）增加儲存/調出功能，即按動一次「儲存」鍵，儀器即可儲存當前波形，並能在需要時調出儲存的波形予以顯示。
（3）增加單次觸發功能，即按動一次「單次觸發」鍵，儀器能對滿足觸發條件的訊號進行一次採集與儲存（被測訊號的頻率範圍限定為10hz～50khz）。
（4）能提供頻率為100khz的方波校準訊號，要求幅度值為0.3v±5%（負載電阻≥1 時），頻率誤差≤5%。m
（5）其他。
三、說明
1．a/d轉換器最高取樣速率限定為1msa/s，並要求設計獨立的取樣保持電路。為了方便檢測，要求在a/d轉換器和取樣保持電路之間設定測試端子tp。
2．顯示部分可採用通用示波器，也可採用液晶顯示器。
3．等效取樣的概念可參考蔣煥文等編著的《電子測量》一書中取樣示波器的內容，或陳尚松等編著的《電子測量與儀器》等相關資料。
4．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。
程式控制濾波器（d題）
【本科組】
一、任務
設計並製作程式控制濾波器，其組成如圖1所示。放大器增益可設定；低通或高通濾波器通帶、截止頻率等引數可設定。
二、要求
1. 基本要求
（1）放大器輸入正弦訊號電壓振幅為10mv，電壓增益為40db，增益10db步進可調，通頻帶為100hz～40khz，放大器輸出電壓無明顯失真。
（2）濾波器可設定為低通濾波器，其-3db截止頻率fc在1khz～20khz範圍內可調，調節的頻率步進為1khz，2fc處放大器與濾波器的總電壓增益不大於30db, 。rl=1k
（3）濾波器可設定為高通濾波器，其-3db截止頻率fc在1khz～20khz範圍內可調，調節的頻率步進為1khz，0.5fc處放大器與濾波器的總電壓增益不大於30db, 。rl=1k
（4）電壓增益與截止頻率的誤差均不大於10%。
（5）有設定引數顯示功能。
2. 發揮部分
（1）放大器電壓增益為60db，輸入訊號電壓振幅為10mv；增益10db步進可調，電壓增益誤差不大於5%。
（2）製作乙個四階橢圓型低通濾波器，帶內起伏≤1db，-3db通帶為50khz，要求放大器與低通濾波器在200khz處的總電壓增益小於5db，-3db通帶誤差不大於5%。
（3）製作乙個簡易幅頻特性測試儀，其掃頻輸出訊號的頻率變化範圍是100hz～200khz，頻率步進10khz。
（4）其他。
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。
開關穩壓電源（e題）
【本科組】
一、任務
設計並製作如圖1所示的開關穩壓電源。
二、要求
在電阻負載條件下，使電源滿足下述要求：
1．基本要求
（1）輸出電壓uo可調範圍：30v～36v；
（2）最大輸出電流iomax：2a；
（3）u2從15v變到21v時，電壓調整率su≤2%（io=2a）；
（4）io從0變到2a時，負載調整率si≤5%（u2=18v）；
（5）輸出雜訊紋波電壓峰-峰值uopp≤1v（u2=18v,uo=36v,io=2a）；
（6）dc-dc變換器的效率 ≥70%（u2=18v,uo=36v,io=2a）；
（7）具有過流保護功能，動作電流io（th）=2.5±0.2a；
2．發揮部分
（1）進一步提高電壓調整率，使su≤0.2%（io=2a）；
（2）進一步提高負載調整率，使si≤0.5%（u2=18v）；
（3）進一步提高效率，使 ≥85%（u2=18v,uo=36v,io=2a）；
（4）排除過流故障後，電源能自動恢復為正常狀態；
（5）能對輸出電壓進行鍵盤設定和步進調整，步進值1v，同時具有輸出電壓、電流的測量和數字顯示功能。
（6）其他。
三、說明
（1）dc-dc變換器不允許使用成品模組，但可使用開關電源控制晶元。
（2）u2可通過交流調壓器改變u1來調整。dc-dc變換器（含控制電路）只能由uin埠供電，不得另加輔助電源。
（3）本題中的輸出雜訊紋波電壓是指輸出電壓中的所有非直流成分，要求用頻寬不小於20mhz模擬示波器（ac耦合、掃瞄速度20ms/div）測量uopp。
=po/（4）本題中電壓調整率su指u2在指定範圍內變化時，輸出電壓uo的變化率；負載調整率si指io在指定範圍內變化時，輸出電壓uo的變化率；dc-dc變換器效率 pin，其中po＝uoio，pin＝uiniin。
（5）電源在最大輸出功率下應能連續安全工作足夠長的時間（測試期間，不能出現過熱等故障）。
（6）製作時應考慮方便測試，合理設定測試點（參考圖1）。
（7）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用附件給出。
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