2011全国大学生电子设计大赛题目

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1、A题瞬态响应测试仪【本科组】 一、任务要求采用指定的FPGA实验平台（含EXCD-1开发板）设计一个二阶系统动态响应测试仪，系统组成框图如图1：图1二、要求1.基本部分(1)设计并制作保证二阶系统正常工作所需要的一组±12V直流电源及FPGA实验平台供电电源。(2)安装并调试好图2所示的二阶电路系统。(3)设计并制作输出1V的直流阶跃信号源，要求阶跃信号的上升时间小于0.5uS,输出直流信号电压的值在1±0.1V内。(4)当给该二阶系统加入1V的阶跃信号时，显示并测量二阶系统的动态响应峰值时间tp，测量误差小于5%。(5)显示并测量二阶系统的超调量σp，测量误差小于5%。(6)显

2、示并测量二阶系统的调节时间ts(取δ为±2%)，测量误差小于5%。2.发挥部分(1)要求直流信号源输出0.5V～1.5V步进可调，步进大小为0.1V。(2)要求显示二阶系统瞬态响应曲线。（3）进一步提高测量二阶系统性能指标的精度。(4)利用FPGA端口，设计一单脉冲信号源，要求脉冲宽度为0.1uS~1000uS范围内可任意设置。（可不考虑脉冲源的带负载能力大小）(5)利用FPGA设计一个频率为100kHz，要求误差小于2%；幅值为2±0.1V的三角波信号。(6)其他。三、评分标准　项目满分基本要求设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电路图及有关设计文件，测试方法

3、与仪器，测试数据及测试结果分析。 50 实际制作完成情况 50发挥部分 完成第（1）项10完成第（2）项10完成第（3）项5 完成第（4）项 10完成第（5）项 10完成第（6）项5　 说明：1、有关二阶系统的知识请参阅有关教材内容。2、实现该测试仪器必须采用组委会指定的EXCD—1可编程片上系统开发板。3、被测试的二阶系统的电路如图2所示。  图24、关于二阶系统瞬态参数的定义：（1）峰值时间tp：从施加阶跃信号开始，二阶系统输出到达最大值所需要的时间。（2）超调量σp：二阶系统输出响应的最大峰值与稳态值之间的差。（3）调节时间ts：输出响应值与稳态值之间的差小于规定稳态值值百

4、分数的时间。5、在制作二阶系统时，要留有方便更换电阻R的插孔或端子。6、允许外加必要的辅助测量电路。 B题电阻电容电感测试仪的设计与制作【本科组】一、任务设计、制作一个电阻、电容、电感测试仪和测试所用的信号发生器。（不准用现成仪表改制）。二、要求1．基本要求（1）自制一个测试用的正弦信号发生器，输出信号的频率范围1Hz~1MHz，峰值Vm≥5V，输出阻抗≤50Ω。输出信号的频率和峰值都连续可调。（2）测量范围：电阻1Ω～5MΩ；电容10pF～10μF；电感10μH～100mH。（3）测量误差：各档均≤±5%（4）显示部分可选用LED或LCD，但应能明确表示出项目和量纲，有效数字4

5、位。可调出最近十次的测量结果显示，显示内容应包括测试的时间、元件类型、参数。2．发挥部分（1）测量并显示电感的Q值，Q值范围20～300。同时显示测量频率。（2）能通过键盘设定信号频率、测试对象和量程。（3）测量量程手动或自动转换。（4）其它三、评分标准 项目满分基本要求设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电路图及有关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析。50实际完成情况50发挥部分完成第(1)项20完成第(2)项15完成第(3)项10其它5 C题VGA显示的多通道数字示波器【本科组】一、任务使用指定的FPGA实验平台（含EXCD-1开发板）设计多通

6、道数字示波器，示波器显示使用普通的VGA显示器。二、要求1．基本要求（1）示波器实时采样频率为10MHz，A/D转换精度为10bits。（2）模拟信号输入电压为-2.5V---+2.5V，频率为0-1MHz。（3）两路数字信号输入。数字信号低电平为0V，高电平为3.3V，频率为0-1MHz。（4）显示采用普通的VGA显示器(分辨率640×480即可)。显示方向和普通示波器方向相同(水平方向为时间，垂直方向为幅度),显示时间轴支持1us/div,1ms/div,1s/div。幅度支持10mv/div,100mv/div,1v/div。波形周期误差和幅度误差≤5%。（5）显示波形稳定

7、，支持实时显示和存储显示。实时显示时可以暂停，存储显示时存储深度为显示器一屏的数据。支持波形的手动存储功能，手动存储的波形掉电不丢失。（6）可以单独显示任意一个通道，也可以多通道同时显示，多通道同时显示时不同的通道要用不同的颜色进行区分。（7）数字信号要求参赛人员自行产生，A路要求占空比为50%，B路要求占空比为25%，并且要求B相比A相延时45°。两路数字信号频率相同并且可以100KHz步进。要留出自行产生的数字信号的测试点。（8）模拟信号支持任意电平触发，数字信号支持上升沿和