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《电子测量原理（田宝凤）国赛报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、2015年全国大学生电子设计竞赛设计报告书【本科组】数字频率计（F题）2015年08月150本系统由模拟信号调理部分和信号测量部分组成。模拟信号调理部分由放大器和比较器构成，放大器以超宽带低噪声放大器ADA4817-1为核心器件，将1Hz〜100MHz小信号进行放大，然后经过超高速比较器AD8561及宽带压控增益放大器AD8367将输入信号进行整形以供处理器测量；信号测量部分以FPGA与ARM处理器相结合的方式实现系统的测量功能，其中FPGA对调理后的模拟信号进行频率、周期、时间间隔以及信号占空比的测量，ARM处理器完成信号电参量的显示以
2、及人机接口部分。经过最终的级联和调试，本系统己完成题目的基本要求且达到发挥部分的所有指标，部分指标如最低幅度和相对误差的绝对值等已超岀题目要求。关键词：宽带；低噪；信号调理；高速比较AbstractThissystemiscomposedofanalogsignalconditioningpartandsignalmeasurementpart.Analogsignalconditioningpartiscomposedofamplifierandacomparator,amplifierwithultrawidebandlownoise
3、amplifierADA4817-1asthecoredevice,willbe1Hz〜100MHZsmallsignalamplifier,andthenafterultra-highspeedcomparatorAD8561andbroadbandvoltage-controlledgainamplifierAD8367shapingfortheprocessorintheinputsignalmeasurement;SignalmeasurementparttorealizethecombinationofFPGAandARMpro
4、cessorsystem,thefunctionsofmeasurementwiththeFPGAtoregulatetheanalogsignalsoffrequency,cycle,aftertheintervalandthedutyratioofthemeasuredsignal,ARMprocessortocompletethesignalelectricparameterdisplayandman・machineinterface.Afterthefinalgradeanddebugging,thissystemhasbeenc
5、ompletedthebasicrequirementofthesubjectandachievealltheindicatorsplaypart,someindexessuchasminimumamplitudeandtheabsolutevalueofrelativeerrorisbeyondthetopicrequest.Keywords:Broadband;Lownoise;Signaldisposal;Highspeedtocompare一、方案设计与论证1.放大器的方案论证方案一：采用AD8009运算放犬器芯片oAD8009是
6、一款高速电流反馈型放人器,压摆率达到5500V/
7、is,上升时间仅为545ps,因而非常适合用作宽带放大器。高压摆率可降低压摆率限幅效应，使大信号带宽达到440MHz,但是信号质量在整个宽带宽范围内会有较大失真，不满足题目对于放大器稳定性的要求。方案二：采用ADA4817-1运算放大器芯片。ADA4817-1是电压反馈型运算放大器，集新型FET输入运放结构与ADT公司的超快速互补双极性(XFCB)工艺于一体，实现了高速度和低噪声的卓越组合，其-3dB带宽为1050MIIzo这些特性使ADA4817-1成为高速仪器仪表和高分辨率数据采集系统
8、的绝佳选择。低噪声、皮安级输入电流、精密失调和高速特性使其特别适合用作系统前置放大器。综合考虑稳定性、增益和系统复杂度等因素，选择方案二。2.比较器的方案论证方案一：采用MAX913比较器。MAX913是一种高速，低功耗的比较器，同时它的一个独特设计就是在其线性区域是它的比较是可以防止振荡。但是比较器的延迟在实际中会有所增大，使得其不适合宽频带信号的精确测量。方案二：采用AD8561比较器芯片。AD8561是一款单路7ns比较器，具有单独的输入和输出部分。AD8561具有7ns快速传播延迟性能，上升信号与下降信号的传播延迟在整个温度范圉内
9、紧密匹配，输出的占空比与输入的占空比匹配，这种匹配延迟特性特别适合于本题占空比的测量，而且相比于MAX931,AD8561具有更短的延迟时间，满足题目中1Hz〜10MHz信号对比较器的要求。方
