全国大学生电子设计大赛题一等奖数字频率计
全国大学生电子设计大赛题目
238. 超声波在超声波测距中的应用
239. 出租车多功能计费器的设计
240. 出租车计费器设计与实现
241. 出租车计价器
242. 出租车计价器
243. 出租车计价器程序
244. 出租车计价器论文
245. 串行接口键盘控制器SK5278及其在单片机系统中的应用
60. 光纤通信复用技术的研究
61. 合泰杯资料
62. 红外遥控电路设计
63. 华苑杯2008
64. 基于AT89S52单片机和DS1302的电子万年历设计
65. 基于CPLD的三相多波形函数发生器
66. 基于IGBT的变频电源设计
67. 基于PLL信号发生器的设计
68. 基于两个单片机串行通信的电子密码锁
91. 图书馆资料
92.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ万年历
93. 危险气体泄露报警器设计
94. 微型打印机控制电路的设计
95. 温度测量
96. 温湿显示系统
97. 无线电制作精汇
98. 无线调频发射器的设计
99. 无线视频监控系统设计
100. 无线数据收发系统
101. 无线遥控设计
10. AVR单片机+程序+书籍+教案+应用设计
11. AVR可用程序
12. cd4094串口扫描
13. CMOS 4000系列60钟常用集成电路的应用
14. CPLD
15. danpianjichengxu
16. DS18B20控制风扇转速
17. ds1302时钟芯片应用万年历
154. DownPaper
2021年全国大学生电子设计竞赛1-8届题目(1)
全国大学生电子设计竞赛历届题目欧阳光明（2021.03.07）第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛题目题目一简易数控直流电源一、设计任务设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。
其原理示意图如下：二、设计要求1．基本要求（1）输出电压：范围0～＋9.9V，步进0.1V，纹波不大于10mV；（2）输出电流：500mA；（3）输出电压值由数码管显示；（4）由“＋”、“－”两键分别控制输出电压步进增减；（5）为实现上述几部件工作，自制一稳压直流电源，输出±15V，＋5V。
2．发挥部分（1）输出电压可预置在0～9.9V之间的任意一个值；（2）用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V不变）；（3）扩展输出电压种类（比如三角波等）。
三、评分意见题目二多路数据采集系统一、设计任务设计一个八路数据采集系统，系统原理框图如下：主控器能对50米以外的各路数据，通过串行传输线（实验中用1米线代替）进行采集的显示和显示。
具体设计任务是：（1）现场模拟信号产生器。
（2）八路数据采集器。
（3）主控器。
二、设计要求1．基本要求（1）现场模拟信号产生器：自制一正弦波信号发生器，利用可变电阻改变振荡频率，使频率在200Hz～2kHz范围变化，再经频率电压变换后输出相应1～5V直流电压（200Hz对应1V，2kHz对应5V）。
（2）八路数据采集器：数据采集器第1路输入自制1～5V直流电压，第2～7路分别输入来自直流源的5，4，3，2，1，0V直流电压（各路输入可由分压器产生，不要求精度），第8路备用。
将各路模拟信号分别转换成8位二进制数字信号，再经并/串变换电路，用串行码送入传输线路。
（3）主控器：主控器通过串行传输线路对各路数据进行采集和显示。
采集方式包括循环采集（即1路、2路……8路、……1路）和选择采集（任选一路）二种方式。
显示部分能同时显示地址和相应的数据。
2．发挥部分（1）利用电路补偿或其它方法提高可变电阻值变化与输出直流电压变化的线性关系；（2）尽可能减少传输线数目；（3）其它功能的改进（例如：增加传输距离，改善显示功能）。
历届电子设计大赛题目(一至六)1994-2003
第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛题目题目一简易数控直流电源一、设计任务设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。
其原理示意图如下：二、设计要求1．基本要求（1）输出电压：范围0～＋9.9V，步进0.1V，纹波不大于10mV；（2）输出电流：500mA；（3）输出电压值由数码管显示；（4）由“＋”、“－”两键分别控制输出电压步进增减；（5）为实现上述几部件工作，自制一稳压直流电源，输出±15V，＋5V。
2．发挥部分（1）输出电压可预置在0～9.9V之间的任意一个值；（2）用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V不变）；（3）扩展输出电压种类（比如三角波等）。
三、评分意见项目得分基本要求方案设计与论证、理论计算与分析、电路图30实际完成情况50总结报告20 发挥部分完成第一项 5完成第二项15完成第三项20题目二多路数据采集系统一、设计任务设计一个八路数据采集系统，系统原理框图如下：主控器能对50米以外的各路数据，通过串行传输线（实验中用1米线代替）进行采集的显示和显示。
具体设计任务是：（1）现场模拟信号产生器。
（2）八路数据采集器。
（3）主控器。
二、设计要求1．基本要求（1）现场模拟信号产生器：自制一正弦波信号发生器，利用可变电阻改变振荡频率，使频率在200Hz～2kHz范围变化，再经频率电压变换后输出相应1～5V直流电压（200Hz对应1V，2kHz对应5V）。
（2）八路数据采集器：数据采集器第1路输入自制1～5V直流电压，第2～7路分别输入来自直流源的5，4，3，2，1，0V直流电压（各路输入可由分压器产生，不要求精度），第8路备用。
将各路模拟信号分别转换成8位二进制数字信号，再经并/串变换电路，用串行码送入传输线路。
（3）主控器：主控器通过串行传输线路对各路数据进行采集和显示。
采集方式包括循环采集（即1路、2路……8路、……1路）和选择采集（任选一路）二种方式。
2015全国大学生电子设计竞赛重庆赛区(编号190)
2015年全国大学生电子设计竞赛数字频率计（F题）【本科组】时间：2015年8月15日摘要本作品以FPGA和STM32F103ZET6设计了一台闸门时间为1s的数字频率计，作品主要由主控模块、放大器模块、FPGA模块、电源模块及TFT显示模块构成。
为了满足测频对小信号的要求，系统采用电压反馈放大器OPA847搭建二级放大电路对小信号进行放大处理；通过FPGA模块对高频信号进行计数，达到了测频率、测周期等功能。
由STM32F103ZET6接受FPGA传来的信号，再进行数据处理，控制TFT模块显示相关测量数据。
最后，通过对作品进行实测，得到的实验数据表明，本设计达到了预期在功能和精度方面的要求。
关键字：FPGA，STM32，小信号放大，频率计。
AbstractIn this work, a digital frequency meter is designed by FPGA and STM32F103ZET6, which is composed of main control module, amplifier module, FPGA module, power module and TFT display module. And gate time is 1s. In order to meet the requirements of small signal frequency measurement, the system uses the voltage feedback amplifier OPA847 to set up the two stage amplifier circuit to amplify the small signal. Through the FPGA module, the high frequency signal is counted, and the function of the frequency and cycle is reached. The signal that is received by FPGA is processed by STM32F103ZET6, and the data processing is controlled by TFT module. Finally, the experimental results show that the design can meet the requirements of the function and precision.Keywords: FPGA, STM32, small signal amplification, frequency meter.一、方案选择与论证1、主控模块方案选择方案一：利用STM32单片机作为主控芯片直接进行数据采集和处理，其优点是硬件电路比较简单。
2015年全国大学生电子设计竞赛-F题(数字频率计)-全国一等奖-电子科技大学
| N s | 。题目中极限情况下要 Ns
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求在 5MHz 、10%占空比时 达到 0.01。因此，由
| N s | 0.01 ，可求得 Ns
Ns 100 。为在 20ns 时间内计数值大于 100，时基脉冲频率需大于 5GHz。可通
图 1 系统框图
单片 机
人机 界面
二、理论分析与计算
2.1 宽带通道放大器设计 按题目的要求， 被测正弦波信号有效值范围需要为 10mVrms 至 1Vrms,频率范 围为 1Hz 到 100MHz。一般考虑用放大器进行放大，再使用门电路整形。假设门 电路输入电压超过 2V 就被识别逻辑 1 电平，则对于小信号，要使放大后能够触 发逻辑门或者缓冲器进行缓冲整形，所需放大器增益为：
dt 100% 。
| D0 D | 100% 。 D0
4.2.4 数据刷新时间测量 在本系统中单片机提供预设的闸门时间为 1.2s，实际的闸门时间约为 1.4s， 数据在单片机中处理并送去显示所需要的时间约为几 ms,总刷新时间不会超过
-6-
1.5s。 理论上 1Hz 的信号所需要的刷新时间是最多的，故在 1Hz 频率的情况下，通 过秒表测量信号的刷新时间。 4.3 测试结果及分析 4.3.1 频率和周期测量 测量数据如下表 2 所示：
图 6 系统流程图
图 7 FPGA 和单片机连接框图
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四、测试方案与测试结果
4.1 测试仪器 根据题目要求，所需要的测试仪器如下表 1：
表 1 测量仪器表
序号 1 4.2 测试方案
仪器名称 双通道函数信号发生器
型号 DG4162
指标 0～160MHz
历年年全国大学生电子设计竞赛题目
2015年全国大学生电子设计竞赛题目【本科组】双向DC-DC变换器（A题）风力摆控制系统(B题）多旋翼自主飞行器（C题）增益可控射频放大器（D题）80MHz-100MHz频谱分析仪（E题）数字频率计（F题）短距视频信号无线通信网络（G题）第一届（1994年）第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛A.简易数控直流电源B.多路数据采集系统第二届（1995年）第二届（1995年）全国大学生电子设计竞赛A.实用低频功率放大器B.实用信号源的设计和制作C.简易无线电遥控系统D.简易电阻、电容和电感测试仪第三届（1997年）第三届（1997年）全国大学生电子设计竞赛A.直流稳定电源B.简易数字频率计C.水温控制系统D.调幅广播收音机第四届（1999年）第四届（1999年）全国大学生电子设计竞赛A.测量放大器B.数字式工频有效值多用表C.频率特性测试仪D.短波调频接收机E.数字化语音存储与回放系统第五届（2001年）第五届（2001年）全国大学生电子设计竞赛A.波形发生器B.简易数字存储示波器C.自动往返电动小汽车D.高效率音频功率放大器E.数据采集与传输系统F.调频收音机第六届（2003年）第六届（2003年）全国大学生电子设计竞赛A.电压控制LC振荡器B.宽带放大器C.低频数字式相位测量仪D.简易逻辑分析仪E.简易智能电动车F.液体点滴速度监控装置第七届（2005年）第七届（2005年）全国大学生电子设计竞赛A.正弦信号发生器B.集成运放测试仪C.简易频谱分析仪D.单工无线呼叫系统E.悬挂运动控制系统F.数控恒流源G.三相正弦波变频电源第八届（2007年）第八届（2007年）全国大学生电子设计竞赛A.音频信号分析仪B.无线识别C.数字示波器D.程控滤波器E.开关稳压电源F.电动车跷跷板G.积分式直流数字电压表H.信号发生器I.可控放大器J.电动车跷跷板第九届（2009年）第九届（2009年）全国大学生电子设计竞赛A.光伏并网发电模拟装置B.声音导引系统C.宽带直流放大器D.无线环境监测模拟装置E.电能收集充电器F.数字幅频均衡功率放大器G.低频功率放大器H.LED点阵书写显示屏I.模拟路灯控制系统第十届（2011年）A.开关电源模块并联供电系统B.基于自由摆的平板控制系统C.智能小车D. LC 谐振放大器E.简易数字信号传输性能分析仪F.帆板控制系统G.简易自动电阻测试仪H.波形采集、存储与回放系统第十一届（2013年）A.单相AC-DC变换电路B.四旋翼自主飞行器C.简易旋转倒立摆及控制装置D.射频宽带放大器E.简易频率特性测试仪F.红外光通信装置G.手写绘图板J.电磁控制运动装置K.简易照明线路探测仪L.直流稳压电源及漏电保护装置第十二届（2015年）【本科组】双向DC-DC变换器（A题）风力摆控制系统(B题）多旋翼自主飞行器（C题）增益可控射频放大器（D题）80MHz-100MHz频谱分析仪（E题）数字频率计（F题）短距视频信号无线通信网络（G题）【高职高专组】LED闪光灯电源（H题）风板控制装置（I题）小球滚动控制系统（J题）获奖状况。
全国大学生电子设计竞赛试题
全国大学生电子设计竞赛试题题目1 多路数据采集系统一、设计任务主控器能对50米以外的各路数据，通过串行传输线（实验中用1米线代替）进行采集和显示。
具体设计任务是：①现场模拟信号产生器。
②八路数据采集器。
③主控器。
二、设计要求1．基本要求①现场模拟信号产生器自制一正弦波信号发生器，利用可变电阻改变振荡频率，使频率在200Hz至2kHz范围变化，再经频率电压娈换电路后输出相应1V至5V直流电压（200Hz对应1V，2kHz对应5V）②八路数据采集器数据采集器第一路输入自制1V至5V直流电压，第2至7路分别输入来自直流源的5，4，3，2，1，0V直流电压（各路输入可由分压器产生，不要求精度），第八路备用。
将各路模拟信号分别转换成八位二进制数字信号，再经并/串变换电路，用串行码送入传输线路。
③主控器主控器通过串行传输线路对各路数据进行采集和显示。
采集方式包括循环采集（即1路、2路、…、8路、1路…）和选择采集（任选一路）二种方式。
显示部分能同时显示地址和相应的数据。
2．发挥部分①利用电路补偿或其它方法提高可变电阻值变化与输出直流电压变化的线性关系；②尽可能减少传输线数目；③其它功能的改进（例如：增加传输距离，改善显示功能等）题目2 简易无线电遥控系统一、任务设计并制作无线电遥控发射机和接收机2．无线电接收机电路如图二、要求1．基本要求①工作频率：6至10MHz中任选取一种频率。
②调制方式：AM、FM或FSK任选一种。
③输出功率：不大于20MW（在标准75Ω假负载上）。
④遥控对象：8个，被控设备用LED分别代替，LED发光表示工作。
⑤接收机距离发射机不小于10m。
2．发挥部分① 8路设备中的一路设备为电灯，用指令遥控电灯亮度，亮度分为8级，并用数码管显示级数。
②在一定发射功率下，（不大于20MW），尽量增大接收距离。
③增加信道的抗干扰措施。
④尽量降低电源功耗。
注：不能采用现成的收、发信号整机。
题目3 数字化语音存储与回放系统二、任务设计并制作一个数字化语音存储与回放系统，电路的示意图如图所。
全国大学生电子设计竞赛试题.doc
全国大学生电子设计竞赛试题1．1 第一届电子设计竞赛试题（1994年）题目一 简易数控直流电源一、设计任务设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。
其原理示意图如图所示。
二、设计要求1．基本要求① 输出电压：范围0至+9.9V ，步进0.1V ，纹波不大于10mV ； ② 输出电流：500 mA ；③ 输出电压值由数码管显示； ④ 由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增减；⑤ 为实现上述几部件工作，自制一稳压直流电源，输出±15V ，+5V 。
2．发挥部分① 输出电压可预置在0至+9.9V 之间的任意一个值；② 用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V 不变）； ③ 扩展输出电压种类（比如三角波等）。
三、评分标准题目二多路数据采集系统一、设计任务主控器能对50米以外的各路数据，通过串行传输线（实验中用1米线代替）进行采集和显示。
具体设计任务是：① 现场模拟信号产生器。
② 八路数据采集器。
③ 主控器。
二、设计要求 1．基本要求① 现场模拟信号产生器 自制一正弦波信号发生器，利用可变电阻改变振荡频率，使频率在200Hz 至2kHz 范围变化，再经频率电压娈换电路后输出相应1V 至5V 直流电压（200Hz 对应1V ，2kHz 对应5V ）② 八路数据采集器 数据采集器第一路输入自制1V 至5V 直流电压，第2至7路分别输入来自直流源的5，4，3，2，1，0V 直流电压（各路输入可由分压器产生，不要求精度），第八路备用。
将各路模拟信号分别转换成八位二进制数字信号，再经并/串变换电路，用串行码送入传输线路。
③ 主控器 主控器通过串行传输线路对各路数据进行采集和显示。
采集方式包括循环采集（即1路、2路、…、8路、1路…）和选择采集（任选一路）二种方式。
显示部分能同时显示地址和相应的数据。
2．发挥部分① 利用电路补偿或其它方法提高可变电阻值变化与输出直流电压变化的线性关系； ② 尽可能减少传输线数目；③ 其它功能的改进（例如：增加传输距离，改善显示功能等） 三、评分标准1．2 第二届电子设计竞赛试题（1995年）题目一 实用低频功率放大器一、任务设计并制作具有弱信号放大能力的低频功率放大器。
2015年全国大学生电子设计竞赛题目数字频率计(F题)
2015年全国大学生电子设计竞赛试题参赛注意事项（1）8月12日8:00竞赛正式开始。
本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。
（2）参赛队认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。
（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。
（4）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。
（5）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。
数字频率计（F题）【本科组】一、任务设计并制作一台闸门时间为1s的数字频率计。
二、要求1．基本要求(1) 频率和周期测量功能a．被测信号为正弦波，频率范围为1Hz～10MHz；b．被测信号有效值电压范围为50mV～1V；c．测量相对误差的绝对值不大于10-4。
(2) 时间间隔测量功能a．被测信号为方波，频率范围为100Hz～1MHz；b．被测信号峰峰值电压范围为50mV～1V；c．被测时间间隔的范围为0.1μs～100ms；d．测量相对误差的绝对值不大于10-2。
(3) 测量数据刷新时间不大于2s，测量结果稳定，并能自动显示单位。
2．发挥部分(1) 频率和周期测量的正弦信号频率范围为1Hz～100MHz，其他要求同基本要求（1）和（3）。
(2) 频率和周期测量时被测正弦信号的最小有效值电压为10mV，其他要求同基本要求（1）和（3）。
(3) 增加脉冲信号占空比的测量功能，要求：a．被测信号为矩形波，频率范围为1Hz～5MHz；b．被测信号峰峰值电压范围为50mV～1V；c．被测脉冲信号占空比的范围为10%～90%；d．显示的分辨率为0.1%，测量相对误差的绝对值不大于10-2。
(4) 其他（例如，进一步降低被测信号电压的幅度等）。
全国大学生电子设计竞赛1-8届题目(1)
全国大学生电子设计比赛历届标题第一届（1994年）全国大学生电子设计比赛标题标题一简略单纯数控直流电源一.设计义务设计出有必定输出电压规模和功效的数控电源.其道理示意图如下：二.设计请求1．根本请求（1）输出电压：规模0～＋9.9V,步进0.1V,纹波不大于10mV; （2）输出电流：500mA; （3）输出电压值由数码管显示; （4）由“＋”.“－”两键分离掌握输出电压步进增减; （5）为实现上述几部件工作,克己一稳压直流电源,输出±15V,＋5V.2．施展部分（1）输出电压可预置在0～9.9V之间的随意率性一个值; （2）用主动扫描代替身工按键,实现输出电压变更（步进0.1V不变）; （3）扩大输出电压种类（比方三角波等）.三.标题二多路数据收集体系一.设计义务设计一个八路数据收集体系,体系道理框图如下：主控器能对50米以外的各路数据,经由过程串行传输线（试验顶用1米线代替）进行收集的显示和显示.具体设计义务是：（1）现场模仿旌旗灯号产生器. （2）八路数据收集器. （3）主控器.二.设计请求1．根本请求（1）现场模仿旌旗灯号产生器：克己一正弦波旌旗灯号产生器,应用可变电阻转变振荡频率,使频率在200Hz～2kHz规模变更,再经频率电压变换后输出响应1～5V直流电压（200Hz对应1V,2kHz对应5V）. （2）八路数据收集器：数据收集器第1路输入克己1～5V直流电压,第2～7路分离输入来自直流源的5,4,3,2,1,0V直流电压（各路输入可由分压器产生,不请求精度）,第8路备用.将各路模仿旌旗灯号分离转换成8位二进制数字旌旗灯号,再经并/串变换电路,用串行码送入传输线路. （3）主控器：主控器经由过程串行传输线路对各路数据进行收集和显示.收集方法包含轮回收集（即1路.2路……8路.……1路）和选择收集（任选一路）二种方法.显示部分能同时显示地址和响应的数据.2．施展部分（1）应用电路抵偿或其它办法进步可变电阻值变更与输出直流电压变更的线性关系; （2）尽可能削减传输线数量; （3）其它功效的改良（例如：增长传输距离,改良显示功效）.三.第二届（1995年）全国大学生电子设计比赛标题标题一适用低频功率放大器一.义务设计并制造具有弱旌旗灯号放大才能的低频功率放大器.其道理示意图如下：二.请求1．根本请求（1）在放大通道的正弦旌旗灯号输入电压幅度为（5～700）mV,等效负载电阻RL为8Ω下,放大通道应知足：①额定输出功率POR≥10W;②带宽BW≥（50～10000）Hz;③在POR下和BW内的非线性掉真系数≤3%;④在POR下的效力≥55%;⑤在前置放大级输入端交换短接到地时,RL=8Ω上的交换声功率≤10mW.（2）自行设计并制造知足本设计义务请求的稳压电源.2．施展部分（1）放大器的时光响应①方波产生：由外供正弦旌旗灯号源经变换电路产生正.负极性的对称方波：频率为1000Hz.上升时光≤1μs.峰-峰值电压为200mVpp. 用上述方波鼓励放大通道时,在RL=8Ω下,放大通道应知足：②额定输出功率POR≥10W;带宽BW≥（50～10000）Hz;③在POR下输出波形上升时光和降低时光≤12μs;④在POR下输出波形顶部斜降≤2%;⑤在POR下输出波形过冲量≤5%.（2）放大通道机能指标的进步和适用功效的扩大（例如进步效力.减小非线性掉真等）.三.标题二适用旌旗灯号源的设计和制造一.义务在给定±15V电源电压前提下,设计并制造一个正弦波和脉冲波旌旗灯号源.二.请求1．根本请求（1）正弦波旌旗灯号源①旌旗灯号频率：20Hz～20kHz步进调剂,步长为5Hz②频率稳固度：优于10-4③非线性掉真系数≤3%（2）脉冲波旌旗灯号源①旌旗灯号频率：20Hz～20kHz步进调剂,步长为5Hz ②上升时光和降低时光：≤1μs③平顶斜降：≤5%④脉冲占空比：2%～98%步进可调,步长为2% （3）上述两个旌旗灯号源公共请求①频率可预置.②在负载为600Ω时,输出幅度为3V.③完成5位频率的数字显示.2．施展部分（1）正弦波和脉冲波频率步长改为1Hz. （2）正弦波和脉冲波幅度可步进调剂,调剂规模为100mV～3V,步长为100mV. （3）正弦波和脉冲波频率可主动步进,步长为1Hz. （4）降低正弦波非线性掉真系数.三.评分尺度标题三简略单纯无线电遥控体系一.义务设计并制造无线电遥控发射机和吸收机.1．无线电遥控发射机2．无线电遥控吸收机二.请求1．根本请求（1）工作频率：fo=6～10MHz中任选一种频率. （2）调制方法：AM.FM或FSK……任选一种. （3）输出功率：不大于20mW（在尺度75Ω假负载上）. （4）遥控对象：8个,被控装备用LED分离代替,LED 发光暗示工作. （5）吸收机距离发射机不小于10m.2．施展部分 （1）8路装备中的一路为电灯,用指令遥控电灯亮度,亮度分为8级并用数码管显示级数. （2）在必定发射功率下（不大于20mW ）,尽量增大吸收距离. （3）增长信道抗干扰措施. （4）尽量降低电源功耗. 注：不克不及采取现成的收.发信机整机. 三.评分看法标题四 简略单纯电阻.电容和电感测试仪一.义务设计并制造一台数字显示的电阻.电容和电感参数测试仪,示意框图如下： 二.请求1．根本请求 （1）测量规模：电阻100Ω～1MΩ;电容100pF ～10000pF;电感100μH～10mH. （2）测量精度：±5% .（3）制造4位数码管显示器,显示测量数值,并用发光二极管分离指导所测元件的类型和单位.2．施展部分 （1）扩大测量规模. （2）进步测量精度. （3）测量量程主动转换. 三.第三届（1997年）全国大学生电子设计比赛标题 A 题 直流稳固电源一.义务设计并制造交换变换为直流的稳固电源.二.请求1．根本请求（1）稳压电源在输入电压220V.50Hz.电压变更规模＋15%～－20%前提下：a．输出电压可调规模为+9V～+12V b．最大输出电流为 1.5A c．电压调剂率≤0.2%（输入电压220V变更规模＋15%～－20%下,空载到满载）d．负载调剂率≤1%（最低输入电压下,满载）e．纹波电压（峰-峰值）≤5mV（最低输入电压下,满载）f．效力≥40%（输出电压9V.输入电压220V下,满载）g．具有过流及短路呵护功效（2）稳流电源在输入电压固定为＋12V的前提下：a．输出电流：4～20mA可调b．负载调剂率≤1%（输入电压＋12V.负载电阻由200Ω～300Ω变更时,输出电流为20mA时的相对变更率）（3）DC-DC变换器在输入电压为+9V～+12V前提下：a．输出电压为+100V,输出电流为10mA b．电压调剂率≤1%（输入电压变更规模+9V～+12V）c．负载调剂率≤1%（输入电压+12V下,空载到满载）d．纹波电压（峰-峰值）≤100mV （输入电压+9V下,满载）2．施展部分（1）扩充功效a．消除短路故障后,主动恢复为正常状况b．过热呵护c．防止开.关机时产生的“过冲”（2）进步稳压电源的技巧指标a．进步电压调剂率和负载调剂率b．扩大输出电压调节规模和进步最大输出电流值（3）改良DC-DC变换器a．进步效力（在100V.100mA下）b．进步输出电压（4）用数字显示输出电压和输出电流三.B题简略单纯数字频率计一.义务设计并制造一台数字显示的简略单纯频率计.二.请求1．根本请求（1）频率测量a．测量规模旌旗灯号：方波.正弦波;幅度：0.5V～5V;频率：1Hz～1MHz b．测量误差≤0.1%（2）周期测量a．测量规模旌旗灯号：方波.正弦波;幅度：0.5V～5V;频率：1Hz～1MHz b．测量误差≤0.1%（3）脉冲宽度测量a．测量规模旌旗灯号：脉冲波;幅度：0.5V～5V;脉冲宽度≥100μs b．测量误差≤1% （4）显示器十进制数字显示,显示刷新时光1～10秒持续可调,对上述三种测量功效分离用不合色彩的发光二极管指导. （5）具有自校功效,时标旌旗灯号频率为1MHz. （6）自行设计并制造知足本设计义务请求的稳压电源.2．施展部分 （1）扩大频率测量规模为0.1Hz ～10MHz （旌旗灯号幅度0.5V ～5V ）,测量误差降低为0.01%（最大闸门时光≤10s）. （2）测量并显示周期脉冲旌旗灯号（幅度0.5V ～5V.频率1Hz ～1kHz ）的占空比,占空比变更规模为10%～90%,测量误差≤1% . （3）在1Hz ～1MHz 规模内及测量误差≤1%的前提下,进行小旌旗灯号的频率测量,提出并实现抗干扰的措施. 三.C 题 水温掌握体系一.义务设计并制造一个水温主动掌握体系,掌握对象为1升清水,容器为珐琅器皿.水温可以在必定规模内由人工设定,并能在情形温度降低时实现主动掌握,以保持设定的温度根本不变. 二.请求1．根本请求 （1）温度设定规模为40～90℃,最小区分度为1℃,标定温度≤1℃. （2）情形温度降低时（例如用电电扇降温）温度掌握的静态误差≤1℃. （3）用十进制数码管显示水的现实温度.2．施展部分 （1）采取恰当的掌握办法,当设定温度突变（由40℃进步到60℃℃. （3）在设定温度产生突变（由40℃进步到60℃）时,主动打印水温随时光变更的曲线. 三.D题调幅广播收音机*一.义务应用所供给的元器件（附有材料）制造一个中波广播收音机.二.请求1．根本请求（1）吸收频率规模：540kHz～1600kHz; （2）调谐方法：手动电调谐; （3）输出功率：≥100mW;（4）测量敏锐度.选择性.镜像克制比和电调谐特征（测量时用旌旗灯号产生器直接注入）;写明测试办法,记载实测值,画出曲线.2．施展部分（1）主动和手动搜刮电台并有存储功效（可应用所供给的锁相环器件,或其它办法实现）; （2）可预置电台数量：预置电台数量≥10个; （3）显示预置电台序号; （4）特点与创新（例如：进步机能指标,全机用单一+3V电源供电,节电,显示电台频率等）.三.四.解释1．电调谐特征是指输入旌旗灯号与变容二极管掌握电压之间的关系曲线. 2．所供给的元器件清单（其它元器件自备）（1）调幅收音机单片机集成电路（带有小功率放大器）,型号：CX1600P/M; （2）调幅收音机输入回路线圈和磁性天线; （3）变容二极管,型号：SVC341; （4）本振线圈; （5）用于电调谐的锁相频率合成器集成电路,型号：LC7218（可选件）; （6）7.2MHz晶体（可选件）.3．在设计陈述前附一篇400字以内的陈述摘要.*此题是全国专家组与SONY公司专家合作的命题, SONY公司供给了专用IC 芯片和英文材料等.第四届（1999年）全国大学生电子设计比赛标题A题测量放大器一.标题：测量放大器二.义务设计并制造一个测量放大器及所用的直流稳压电源.拜见图1.输入旌旗灯号VI 取自桥式测量电路的输出.当R1＝R2＝R3＝R4时,VI＝0.R2转变时,产生VI ¹0的电压旌旗灯号.测量电路与放大器之间有1米长的衔接线.三.请求1. 根本请求(1) 测量放大器 a. 差模电压放大倍数 AVD＝1～500,可手动调节; b. 最大输出电压为±10V,非线性误差 < 0.5％ ;c. 在输入共模电压+7.5V～－7.5V规模内,共模克制比KCMR >105 ;d. 在AVD＝500时,输出端噪声电压的峰－峰值小于1V;e. 通频带0～10Hz ;f. 直流电压放大器的差模输入电阻≥2MW（可不测试,由电路设计予以包管）. (2) 电源设计并制造上述放大器所用的直流稳压电源.由单相220V交换电压供电.交换电压变更规模为＋10％～－15％.(3) 设计并制造一个旌旗灯号变换放大器,拜见图 2.将函数产生器单端输出的正弦电压旌旗灯号不掉真地转换为双端输出旌旗灯号,用作测量直流电压放大器频率特征的输入旌旗灯号.2.施展部分（1）进步差模电压放大倍数至AVD＝1000,同时减小输出端噪声电压. （2）在知足根本请求(1)中对输出端噪声电压和共模克制比请求的前提下,将通频带展宽为0～100Hz以上. （3）进步电路的共模克制比. （4）差模电压放大倍数AVD可预置并显示,预置规模1～1000,步距为1,同时应知足根本请求(1)中对共模克制比和噪声电压的请求. （5）其它（例如改良放大器机能的其它措施等）.四.五.解释直流电压放大器部分只许可采取通用型集成运算放大器和须要的其它元器件构成,不克不及应用单片集成的测量放大器或其它定型的测量放大器产品.B题数字式工频有用值多用表一.标题数字式工频有用值多用表二.义务设计并制造一个能同时对一路工频交换电（频率摇动规模为50 ±1Hz.有掉真的正弦波）的电压有用值.电流有用值.有功功率.无功功率.功率因数进行测量的数字式多用表.拜见附图.三.请求1．根本请求（1）测量功效及量程规模 a. 交换电压：0～500V;c. 有功功率：0～25kW;d. 无功功率：0～25kvar;e. 功率因数（有功功率/视在功率）：0～1 . 为便于本试题的设计与制造,设定待测0～500V的交换电压.0～50A的交换电流均已经响应的变换器转换为0～5V的交换电压. （2）精确度 a. 显示为位（0.000～4.999）,有过量程指导; b. 交换电压和交换电流：±（0.8％读数＋5个字）,例：当被测电压为300V时,读数误差应小于±（0.8％×300V＋0.5V）＝±2.9V ;c. 有功功率和无功功率：±（1.5％读数＋8个字）;d. 功率因数：±0.01 . （3）功效选择：用按键选择交换电压.交换电流.有功功率.无功功率和功率因数的测量与显示.2．施展部分（1）用按键选择电压基涉及总谐波的有用值测量与显示. （2）具有量程主动转换功效,当变换器输出的电压值小于0.5V时,能主动进步分辩力达0.01V. （3）用按键掌握实现交换电压.交换电流.有功功率.无功功率在测试进程中的最大值.最小值测量. （4）其它（例如扩大功效,进步机能）.四.五.解释1．调试时可用函数产生器输出的正弦旌旗灯号电压作为一路交换电压旌旗灯号;再经移相输出代表统一路的电流旌旗灯号.2．检讨交换电压.交换电流有用值测量功效时,可采取函数产生器输出的对称方波旌旗灯号.电压基波.谐波的测试可用函数产生器输出的对称方波作为尺度旌旗灯号,测试成果应与理论值进行比较剖析.C题频率特征测试仪一.标题频率特征测试仪二.义务设计并制造一个频率特征测试体系,包含测试旌旗灯号源.被测收集.检涉及显示三部分.三.请求1．根本请求（1）制造幅频特征测试仪 a.频率规模：100Hz～100kHz;b.频率步进：10Hz;c.频率稳固度：10-4;d.测量精度：5％ ;e.能在全频规模和特定频率规模内主动步进测量,可手动预置测量规模及步进频率值; f.LED显示,频率显示为5位,电压显示为3位,并能打印输出. （2）制造一被测收集 a. 电路型式：阻容双T收集; b. 中间频率：5kHz; c. 带宽：±50Hz; d. 盘算出收集的幅频和相频特征,并绘制相位曲线; e. 用所制造的幅频特征测试仪测试克己的被测收集的幅频特征.2．施展部分（1）制造相频特征测试仪 a. 频率规模：500Hz～10kHz; b. 相位度数显示：相位值显示为三位,另以一位作符号显示;c. 测量精度：3°.（2）用示波器显示幅频特征. （3）在示波器上同时显示幅频和相频特征. （4）其它.四.评分看法五.施展部分(2).(3)均用所制造的频率特征测试仪测试克己的被测收集的幅频特征和相频特征.D题短波调频吸收机一.标题短波调频吸收机二.义务设计并制造一个短波调频吸收机,方框图如下：三.请求1．根本请求（1）吸收频率（f0）规模：8MHz～10MHz; （2）吸收旌旗灯号为20Hz～1000Hz音频调频旌旗灯号,频偏为3kHz; （3）最大不掉真输出功率≥100mW(8W);（4）吸收敏锐度≤5mV;（5）通频带：f0±4kHz为－3dB; （6）选择性：f0±10kHz为－30dB; （7）镜像克制比≥20dB.2．施展部分（1）可实现多种主动程控频率搜刮模式（如全频率规模搜刮,特定频率规模内搜刮等）,全频率规模搜刮时光≤2分钟; （2）能显示吸收频率规模内的调频电台载频值 ,显示载波频率的误差≤±5kHz;（3）进一步进步敏锐度;（4）可存储已搜刮到的电台,存台数许多于20; （5）其它.四.现实制造完成情形50施展部分完成第一项20 完成第二项 5 完成第三项10 完成第四项 5 特点与创新10E题数字化语音存储与回放体系一.标题数字化语音存储与回放体系二.义务设计并制造一个数字化语音存储与回放体系,其示意图如下：三.请求1．根本请求（1）放大器1的增益为46dB,放大器2的增益为40dB,增益均可调; （2）带通滤波器：通带为300Hz～3.4kHz ; （3）ADC：采样频率f s＝8kHz,字长＝8位; （4）语音存储时光≥10秒; （5）DAC：变换频率f c＝8kHz,字长＝8位; （6）回放语音质量优越.2．施展部分在包管语音质量的前提下：（1）削减体系噪声电平,增长主动音量掌握功效; （2）语音存储时光增长至20秒以上; （3）进步存储器的应用率（在原有存储容量不变的前提下,进步语音存储时光）; （4）其它（例如：校订等）.四.项目满分根本请求设计与总结陈述：计划设计与论证,理论剖析与盘算,电路图,测试办法与数据,对测试成果的剖析50 现实制造完成情形50施展部分完成第一项15 完成第二项 5 完成第三项15 完成第四项15五.解释不克不及应用单片语音专用芯片实现本体系.第五届（2001年）全国大学生电子设计比赛标题A题波形产生器一.义务设计制造一个波形产生器,该波形产生器能产生正弦波.方波.三角波和由用户编辑的特定外形波形.示意图如下：二.请求1．根本请求（1）具有产生正弦波.方波.三角波三种周期性波形的功效. （2）用键盘输入编辑生成上述三种波形（同周期）的线性组合波形,以及由基涉及其谐波（5次以下）线性组合的波形. （3）具有波形存储功效. （4）输出波形的频率规模为100Hz～20kHz（非正弦波频率按10次谐波盘算）;反复频率可调,频率步进距离≤100Hz.（5）输出波形幅度规模0～5V（峰-峰值）,可按步进0.1V（峰-峰值）调剂. （6）具有显示输出波形的类型.反复频率（周期）和幅度的功效.2．施展部分（1）输出波形频率规模扩大至100Hz～200kHz. （2）用键盘或其他输入装配产生随意率性波形. （3）增长稳幅输出功效,当负载变更时,输出电压幅度变更不大于±3%（负载电阻变更规模：100Ω～∞）. （4）具有掉落电存储功效,可存储掉落电前用户编辑的波形和设置. （5）可产生单次或多次（1000次以下）特定波形（如产生1个半周期三角波输出）. （6）其它（如增长频谱剖析.掉真度剖析.频率扩大>200kHz.扫频输出等功效）.三.B题简略单纯数字存储示波器一.义务设计并制造一台用通俗示波器显示被测波形的简略单纯数字存储示波器,示意图如下：二.请求1．根本请求（1）请求仪器具有单次触发存储显示方法,即每按动一次“单次触发”键,仪器在知足触发前提时,能对被测周期旌旗灯号或单次非周期旌旗灯号进行一次收集与存储,然后持续显示. （2）请求仪器的输入阻抗大于100kΩ,垂直分辩率为32级/div,水等分辩率为20点/div;设示波器显示屏程度刻度为10div,垂直刻度为8div. （3）请求设置0.2s/div.0.2ms/div.20μs/div 三档扫描速度,仪器的频率规模为DC～50kHz,误差≤5%.（4）请求设置0.1V/div.1V/div二档垂直敏锐度,误差≤5%.（5）仪器的触发电路采取内触发方法,请求上升沿触发.触发电平可调. （6）不雅测波形无显著掉真.2．施展部分（1）增长持续触发存储显示方法,在这种方法下,仪器能持续对旌旗灯号进行收集.存储并及时显示,且具有锁存（按“锁存”键即可存储当前波形）功效. （2）增长双踪示波功效,能同时显示两路被测旌旗灯号波形. （3）增长程度移动扩大显示功效,请求存储深度增长一倍,并且能经由过程操纵“移动” 键显示被存储旌旗灯号波形的任一部分. （4）垂直敏锐度增长0.01V/div 档,以进步仪器的垂直敏锐度,并努力减小输入短路时的输出噪声电压. （5）其它.三.四.测试进程中,不克不及对通俗示波器进行操纵和调剂.C题主动往返电动小汽车一.义务设计并制造一个能主动往返于起跑线与终点线间的小汽车.许可用玩具汽车改装,但不克不及用人工遥控（包含有线和无线遥控）.跑道宽度0.5m,概况贴有白纸,两侧有挡板,挡板与地面垂直,其高度不低于20cm.在跑道的B.C.D.E.F.G各点处画有2cm宽的黑线,各段的长度如图1所示.二.请求1．根本请求（1）车辆从起跑线动身（动身前,车体不得超出起跑线）,到达终点线后逗留10秒,然后主动返回起跑线（许可倒车返回）.往返一次的时光应力图最短（从合上汽车电源开关开端计时）. （2）到达终点线和返回起跑线时,泊车地位离起跑线和终点线误差应最小（以车辆中间点与终点线或起跑线中间线之间距离作为误差的测量值）. （3）D～E间为限速区,车辆往返均请求以低速经由过程,经由过程时光不得少于8秒,但不许可在限速区内泊车.2．施展部分（1）主动记载.显示一次往返时光（记载显示装配请求装配在车上）. （2）主动记载.显示行驶距离（记载显示装配请求装配在车上）. （3）其它特点与创新.三.评分尺度四.（1）不许可在跑道表里区域别的设置任何标记或检测装配. （2）车辆（含在车体上附加的任何装配）外围尺寸的限制：长度≤35 cm,宽度≤15cm.（3）必须在车身顶部显著标出车辆中间点地位,即横向与纵向两条中间线的交点.D题高效力音频功率放大器一.义务设计并制造一个高效力音频功率放大器及其参数的测量.显示装配.功率放大器的电源电压为+5V（电路其他部分的电源电压不限）,负载为8Ω电阻.二.请求1．根本请求（1）功率放大器a．3dB通频带为300Hz～3400Hz,输出正弦旌旗灯号无显著掉真. b．最大不掉真输出功率≥1W.c．输入阻抗>10k,电压放大倍数1～20持续可调. d．低频噪声电压（20kHz 以下）≤10mv,在电压放大倍数为10,输入端对地交换短路时测量. e．在输出功率500mW时测量的功率放大器效力（输出功率/放大器总功耗）≥50%.（2）设计并制造一个放大倍数为1的旌旗灯号变换电路,将功率放大器双端输出的旌旗灯号转换为单端输出,经RC滤波供外接测试内心用,如图1所示. 图1中,高效力功率放大器构成框图可拜见本题第四项“解释”.（3）设计并制造一个测量放大器输出功率的装配,请求具有3位数字显示,精度优于5%.2．施展部分（1）3dB通频带扩大至300Hz～20kHz. （2）输出功率保持为200mW,尽量进步放大器效力. （3）输出功率保持为200mW,尽量降低放大器电源电压. （4）增长输出短路呵护功效. （5）其它.三.四.解释1．采取开关方法实现低频功率放大（即D类放大）是进步效力的重要门路之一, D类放大道理框图如图2.本设计中假如采取D类放大方法,不许可应用D 类功率放大集成电路.2．效力盘算中的放大器总功耗是指功率放大器部分的总电流乘以供电电压（+5V）,不包含“根本请求”中第（2）.（3）项涉及的电路部分功耗.制造时要留意便于效力测试.3．在全部测试进程中,请求输出波形无显著掉真.E题数据收集与传输体系一.义务设计制造一个用于8路模仿旌旗灯号收集与单向传输体系.体系方框图拜见图1.二.请求1．根本请求（1）被测电压为8路0～5V分离可调的直流电压.体系具有在发送端设定8路次序轮回收集与指定某一路收集的功效. （2）采取8位A/D变换器. （3）采取3dB带宽为30kHz～50kHz的带通滤波器（带外衰减优于35dB/十倍频程）作为模仿信道. （4）调制器输出的旌旗灯号峰-峰值vsp-p为0～1V可变,码元速度16k波特（码元/秒）;制造一个时钟频率可变的测试码产生器（如0101…码等）,用于测试传输速度. （5）在吸收端具有显示功效,请求显示被测路数和被测电压值.2．施展部分（1）设计制造一个用伪随机码形成的噪声模仿产生器,伪随机码时钟频率为96kHz,周期为127位码元,生成多项式采取.其输出峰-峰值为0～1V持续可调. （2）设计一个加法电路,将调制器输出与噪声电压相加送入模仿信道.在解调器输入端测量旌旗灯号与噪声峰-峰值之比（）,当其比值分离为 1.3.5时,进行误码测试.测试办法：在8路次序轮回收集模式下,监督某一路的显示,检讨吸收数据的误码情形,监督时光为1分钟. （3）在（）=3时,尽量进步传输速度,用上述第（2）项的测试办法,检讨吸收数据的误码情形. （4）其它（如克己用来定量测量体系误码的简略单纯误码率测试仪,其方框图见图2）.三.项目满分根本请求设计与总结陈述：计划比较.设计与论证,理论剖析与盘算,电路图及有关设计文件,测试办法与仪器,测试数据及测试成果剖析.50 现实制造完成情形50施展部分完成第（1）项 5 完成第（2）项20 完成第（3）项15 完成第（4）项10。
历届全国大学生电子设计竞赛试题
历届全国大学生电子设计竞赛试题第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛题目（1）简易数控直流电源（A题）（2）多路数据采集系统（B题）第二届（1995年）全国大学生电子设计竞赛题目（1）实用低频功率放大器（A题）（2）实用信号源的设计和制作（B题）（3）简易无线电遥控系统（C题）（4）简易电阻、电容和电感测试仪（D题）第三届（1997年）全国大学生电子设计竞赛题目（1）直流稳压电源（A题）（2）简易数字频率计（B题）（3）水温控制系统（C题）（4）调幅扩播收音机（D题）第四届（1999年）全国大学生电子设计竞赛题目（1）测量放大器设计（A题）（2）数字式工频有效值多用表（B题）（3）频率特性测量仪设计（C题）（4）短波调频接收机设计（D题）（5）数字化语音存储与回放系统（E题）第五届（2001年）全国大学生电子设计竞赛题目（1）波形发生器（A题）（2）简易数字存储示波器（B题）（3）自动往返电动小汽车（C题）（4）高效率音频功率放大器（D题）（5）数据采集与传输系统（E题）（6）调频收音机（F题）第六届（2003年）全国大学生电子设计竞赛题目（1）电压控制LC振荡器（A题）（2）宽带放大器（B题）（3）低频数字式相位测量仪（C题）（4）简易逻辑分析仪（D题）（5）简易智能电动车（E题）（6）液体点滴速度监控装置（F题）第七届（2005年）全国大学生电子设计竞赛题目（1）正弦信号发生器（A题）（2）集成运放测试仪（B题）（3）简易频谱分析仪（C题）（4）单工无线呼叫系统（D题）（5）悬挂运动控制系统（E题）（6）数控恒流源（F题）（7）三相正弦波变频电源（G题）第八届（2007年）全国大学生电子设计竞赛题目（1）音频信号分析仪（八）【本科组】（2）无线识别（B）【本科组】（3）数字示波器（C）【本科组】（4）程控滤波器（D）【本科组】（5）开关稳压电源（E）【本科组】（6）电动车跷跷板（F）【本科组】（7）积分式直流数字电压表（G）【高职高专组】（8）信号发生器（三）【高职高专组】（9）可控放大器（D【高职高专组】（10）电动车跷跷板（J）【高职高专组】第九届（2009年）全国大学生电子设计竞赛题目（1）光伏并网发电模拟装置（A题）【本科组】（2）声音导引系统（B题）【本科组】（3）宽带直流放大器（C题）【本科组】（4）无线环境监测模拟装置（D题）【本科组】（5）电能收集充电㈱（E题）【本科组】（6）数字幅频均衡的功率放大器（F题）【本科组】（7）低频功率放大器（G题【高职高专组D（8）LED点阵书写显示屏（H题【高职高专组D （9）模拟路灯控制系统Q题【高职高专组】）。
2015全国大学生电子设计大赛F题一等奖--数字频率计
2015 年全国大学生电子设计竞赛全国一等奖作品设计报告部分错误未修正，软件部分未添加竞赛选题：数字频率计（F 题）摘要本设计选用FPGA 作为数据处理与系统控制的核心，制作了一款超高精度的数字频率计，其优点在于采用了自动增益控制电路（AGC）和等精度测量法，全部电路使用P CB 制版，进一步减小误差。
AGC 电路可将不同频率、不同幅度的待测信号，放大至基本相同的幅度，且高于后级滞回比较器的窗口电压，有效解决了待测信号输入电压变化大、频率范围广的问题。
频率等参数的测量采用闸门时间为1s 的等精度测量法。
闸门时间与待测信号同步，避免了对被测信号计数所产生±1 个字的误差，有效提高了系统精度。
经过实测，本设计达到了赛题基本部分和发挥部分的全部指标，并在部分指标上远超赛题发挥部分要求。
关键词：FPGA 自动增益控制等精度测量法目录摘要 (1)目录 (2)1. 系统方案 (3)1.1. 方案比较与选择 (3)宽带通道放大器 (3)正弦波整形电路 (3)主控电路 (3)参数测量方案 (4)1.2. 方案描述 (4)2. 电路设计 (4)2.1. 宽带通道放大器分析 (4)2.2. 正弦波整形电路 (5)3. 软件设计 (6)4. 测试方案与测试结果 (6)4.1. 测试仪器 (6)4.2. 测试方案及数据 (7)频率测试 (7)时间间隔测量 (7)占空比测量 (8)4.3. 测试结论 (9)参考文献 (9)1. 系统方案1.1. 方案比较与选择宽带通道放大器方案一：OPA690 固定增益直接放大。
由于待测信号频率范围广，电压范围大，所以选用宽带运算放大器 OPA690，5V 双电源供电，对所有待测信号进行较大倍数的固定增益。
对于输入的正弦波信号，经过 OPA690 的固定增益，小信号得到放大，大信号削顶失真，所以均可达到后级滞回比较器电路的窗口电压。
方案二：基于 VCA810 的自动增益控制（AGC）。
2017年全国电赛题目
2017年全国电赛题目2017年全国电赛题目分为两部分，理论和实践。
下面将分别介绍。
一、理论部分1.请简述数字信号处理的基本原理和主要应用领域。
并结合一个具体示例，详细说明数字信号处理在该领域中的作用及其优势。
答：数字信号处理是指对连续时间信号进行数字化采样，通过数学处理方法对这些数字序列进行运算和分析的过程。
数字信号处理主要包括信号采样、量化、编码、处理和重构等环节。
数字信号处理的应用领域非常广泛，包括通信、雷达、生物医学、图像处理等。
以图像处理为例，我们使用数字相机拍摄的照片就是一种离散的数字信号。
通过数字信号处理技术，我们可以对这些数字图像进行降噪、增强、滤波等操作，达到改善图像质量的目的。
而传统的模拟图像处理技术则无法对数字图像进行高效、精确的处理。
数字信号处理在图像处理中的优势主要有以下几点。
首先，数字信号处理可以充分利用计算机和数字电子器件的高计算性能和低成本，实现复杂的算法和功能。
其次，数字信号处理利用数学方法对信号进行精确的分析和处理，具有较高的准确性和稳定性。
最后，数字信号处理技术易于集成和扩展，可以方便地与其他软硬件系统进行接口，实现功能的无缝衔接。
2.现实中经常出现声音同时具有高频和低频成分的情况。
请解释声音合成技术中的加性合成和减性合成，并比较它们的优缺点。
答：声音合成是指通过数字信号处理技术通过某种途径合成一段声音信号的过程。
在声音合成技术中，加性合成和减性合成是两种常见的方法。
加性合成是指将不同频率的声波叠加在一起，形成复杂的声音。
这种方法通过相位和振幅的调控，将多个简单的音调组合形成复杂的声音信号。
加性合成的优点是可以灵活地调整和组合不同的频率分量，以形成丰富多样的声音。
但是，加性合成的缺点是合成过程较为复杂，需要混合和叠加多种频率的声波，计算和处理的复杂度较高。
减性合成是指从复杂声音信号中分离出特定频率成分的过程。
通过滤波和频域分析等技术，可以将声音信号中的特定频率成分提取出来，从而达到减小复杂声音的目的。
2023年电子电路设计竞赛题目
题目01 多路数据采集系统一、设计任务设计一个八路数据采集系统，系统原理框图如下：主控器能对50米以外的各路数据，通过串行传输线（实验中用1米线代替）进行采集的显示和显示。
具体设计任务是：（1）现场模拟信号产生器。
（2）八路数据采集器。
（3）主控器。
二、设计规定1．基本规定（1）现场模拟信号产生器：自制一正弦波信号发生器，运用可变电阻改变振荡频率，使频率在200Hz～2kHz范围变化，再经频率电压变换后输出相应1～5V直流电压（200Hz相应1V，2kHz相应5V）。
（2）八路数据采集器：数据采集器第1路输入自制1～5V直流电压，第2～7路分别输入来自直流源的5，4，3，2，1，0V直流电压（各路输入可由分压器产生，不规定精度），第8路备用。
将各路模拟信号分别转换成8位二进制数字信号，再经并/串变换电路，用串行码送入传输线路。
（3）主控器：主控器通过串行传输线路对各路数据进行采集和显示。
采集方式涉及循环采集（即1路、2路……8路、……1路）和选择采集（任选一路）二种方式。
显示部分能同时显示地址和相应的数据。
2．发挥部分（1）运用电路补偿或其它方法提高可变电阻值变化与输出直流电压变化的线性关系；（2）尽也许减少传输线数目；（3）其它功能的改善（例如：增长传输距离，改善显示功能）。
三、评分意见项目得分基本规定方案设计与论证、理论计算与分析、电路图30 实际完毕情况50 总结报告20发挥部分完毕第一项15 完毕第二项15 完毕第三项10题目02 实用低频功率放大器一、任务设计并制作具有弱信号放大能力的低频功率放大器。
其原理示意图如下：二、规定1．基本规定（1）在放大通道的正弦信号输入电压幅度为（5～700）mV，等效负载电阻RL为8Ω下，放大通道应满足：①额定输出功率POR≥10W；②带宽BW≥（50～10000）Hz；③在POR下和BW内的非线性失真系数≤3%；④在POR下的效率≥55%；⑤在前置放大级输入端交流短接到地时，RL=8Ω上的交流声功率≤10mW。
设计并制作闸门时间为1s的数字频率计
摘要频率计用一个频率稳定度高的频率源作为基准时钟，对比测量其他信号的频率。
通常情况下计算每秒内待测信号的脉冲个数，此时我们称闸门时间为1s。
本设计以ARM核心处理器，设计并制作了闸门时间为1s的数字频率计,能够测量频率。
该频率计硬件部分高速比较器74HC14整形电路组成。
利用32定时器的ETR功能可准确测出低高频信号，实现了对正弦波的频率测量。
经测试该频率计性能良好，正弦信号频率测量范围可从1Hz到25MHz。
关键词：STM32；高速比较；；测频一、系统方案论述1.整形电路的比较与选择方案一：由施密特触发器对74HC14信号进行调理，可以直接输出TTL电平，。
方案二：由比较器整形后的信号再由施密特整形，输出TTL电平。
从性能上讲此方案较好，但是由于时间问题，找不到合适的高速比较器和施密特触发器组合。
综上选择方案一。
2.微处理器的比较与选择方案一：采用STM32对调理后的信号测频。
输入信号的测量能达到频率达到100MHz，测频精度高，速度快。
方案二：采用430测频，但是最多测量到16M而且引脚速度不够导致无法完成指标内的频率测量为了更好地实现题目要求，我们选择方案一。
3.测频方法的选择与比较方案一:输入捕获测频法是累积单位时间里的周波数，在频率较低时采用。
频率较高时精度低，但不适合高频的测量。
方案二：周期法是测一个周期的时间，通过周期转换成频率，在频率较低时采用。
频率较低时精度高但不适合高频。
方案三：利用ETR外部信号触发将外部的信号（测量信号）作为计数信号，不用经历中断产生时间延时，ETR可以直接作为时钟输入也可以通过触发输入（TRGI）来作为时钟输入即在时钟模式1中触发源选择为ETR，两个效果上是一样的。
可准确测出低高频，在低频段使用不分频ETR触发，高频时使用4分频测量提高测量范围。
由于输入信号的要求为1Hz~25MHz，所以选择方案三。
4.系统总体方案通过高速比较器74HC14对信号源的波形进行整形，输出标准的方波。
电子大赛试题
试题一：过欠电压保护电路设计要求：1．电网电压≥250伏，或者≤180伏时，经3-4秒钟切断用电器的交流供电，同时指示灯显示过电压状态。
2．电网电压恢复正常后，经3-5分钟延迟后，自动恢复用电器的供电，同时指示灯显示正常工作状态。
试题二：简易数字频率计设计要求：1．测频、显示范围为：1H Z～1MH Z；2．显示采用六位十进制方式。
试题三：音调控制电路设计要求：1. 通频带：20H Z～20KH Z；2．音频控制范围：低音100H Z：±12dB；高音10Khz：±12dB；3.失真度：γ≤2%试题四：智能化函数发生器设计要求：1.在键控方式下输出正弦波、方波、三角波，锯齿波波形；2.波形的极性、幅度、周期、占空比（对矩形波而言）可以任意设置和修改；3.参数要求：频率范围：10H Z～10KH Z；幅度要求：波形幅度U pp≤10伏；方波上升时间小于2μS；三角波非线性失真小于1%。
试题五：智能化TTL集成电路测试仪设计要求：1.系统能对基本TTL集成芯片进行区分；2.系统能实现对基本TTL集成电路芯片的测试功能(如测试74LS00、74LS02、74LS08、74LS32和74LS274、74LS373等器件)；3.测试结果用发光二极管显示：若芯片功能正常，则绿色发光二极管亮；若功能错误，则红色发光二极管亮。
试题五：温控系统设计要求：1．在20℃～70℃温度范围内，按照任意设定的理想温度可以进行恒温控制，控制误差不超过±1℃；2．当温度超过额定值时，发出响铃报警信号；3．实测的水温和需要达到的理想温度均由数码管显示出来。
试题六：多参数实时采集与处理系统的设计要求：1.设计一个可以来集两路参数、参数分辨率为8位的实时数据采集与处理系统；2.两路参数对应的直流电压均在O v～5V范围内变化，要求对通道0每隔1s采样一次，共采10次；对通道1每隔5s采样一次，共采20次；3.将不同通道采集的数据进行相应的处理后以电压值的形式分别显示在CRT屏幕的不同区域上。
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2015 年全国大学生电子设计竞赛
全国一等奖作品
设计报告部分错误未修正，软
件部分未添加
竞赛选题：数字频率计（F 题）
摘要
本设计选用FPGA 作为数据处理与系统控制的核心，制作了一款超高精度的数字频率计，其优点在于采用了自动增益控制电路（AGC）和等精度测量法，全部电路使用PCB 制版，进一步减小误差。
AGC 电路可将不同频率、不同幅度的待测信号，放大至基本相同的幅度，且高于后级滞回比较器的窗口电压，有效解决了待测信号输入电压变化大、频率范围广的问题。
频率等参数的测量采用闸门时间为1s 的等精度测量法。
闸门时间与待测信号同步，避免了对被测信号计数所产生±1 个字的误差，有效提高了系统精度。
经过实测，本设计达到了赛题基本部分和发挥部分的全部指标，并在部分指标上远超赛题发挥部分要求。
关键词：FPGA 自动增益控制等精度测量法
目录
1. 系统方案
1.1. 方案比较与选择
宽带通道放大器
方案一：OPA690 固定增益直接放大。
由于待测信号频率范围广，电压范围大，所以选用宽带运算放大器OPA690，5V 双电源供电，对所有待测信号进行较大倍数的固定增益。
对于输入的正弦波信号，经过OPA690 的固定增益，小信号得到放大，大信号削顶失真，所以均可达到后级滞回比较器电路的窗口电压。
方案二：基于VCA810 的自动增益控制（AGC）。
AGC 电路实时调整高带宽压控运算放大器VCA810 的增益控制电压，通过负反馈使得放大后的信号幅度基本保持恒定。
尽管方案一中的OPA690 是高速放大器，但是单级增益仅能满足本题基本部分的要求，而在放大高频段的小信号时，增益带宽积的限制使得该方案无法达到发挥部分在频率和幅度上的要求。
方案二中采用VCA810 与OPA690 级联放大，并通过外围负反馈电路实现自动增益控制。
该方案不仅能够实现稳定可调的输出电压，而且可以解决高频小信号单级放大时的带宽问题。
因此，采用基于VCA810 的自动增益控制方案。
正弦波整形电路
方案一：采用分立器件搭建整形电路。
由于分立器件电路存在着结构复杂、设计难度大等诸多缺点，因此不采用该方案。
方案二：采用集成比较器运放。
常用的电压比较器运放LM339 的响应时间为1300ns，远远无法达到发挥部分100MHz 的频率要求。
因此，采用响应时间为4.5ns 的高速比较器运放TLV3501。
主控电路
方案一：采用诸如MSP430、STM32 等传统单片机作为主控芯片。
单片机在现实中与FPGA 连接，建立并口通信，完成命令与数据的传输。
方案二：在FPGA 内部利用逻辑单元搭建片内单片机Avalon，在片内将单片机和测量参数的数字电路系统连接，不连接外部接线。
在硬件电路上，用FPGA 片内单片机，除了输入和输出显示等少数电路外，其它大部分电路都可以集成在一片FPGA 芯片中，大大降低了电路的复杂程度、减小了体积、电路工作也更加可靠和稳定，速度也大为提高。
且在数据传输上方便、简单，因此主控电路的选择采用方案二。
参数测量方案
频率等参数的测量采用闸门时间为 1s 的等精度测量法。
闸门时间与待测信 号同步，相比于传统方案，避免了对被测信号计数所产生±1 个字的误差，有效 提高了系统精度。
测量频率时，在闸门时间内同时对待测信号和标准信号（时钟 信号）计数，标准信号计数值除以待测信号计数值乘上时钟周期即为待测周期； 测量两个信号的时间间隔时，通过异或门将时间间隔转化为周期脉冲信号，通过 对脉冲信号等精度测量得到间隔时间。
测量频率时计算闸门时间内的上升沿脉冲 除以闸门时间；测量两个信号的相位差时，则计算第一个信号
1.2. 方案描述
系统总体框图如图 1 所示，待测信号首先进入自动增益电路，其输出电压增 益到一个大于后级滞回比较器窗口电压的固定值，经过比较器电路后，输出给 FPGA 进行相关参数的测量，并最终显示在屏幕上。
在 FPGA 内部，数字电路系 统与片内单片机通信，基于闸门时间为 1s 的等精度测量算法，测算相关参数。
放大信号 信号整形 参数测量 结果输出
图 1 系统总体框图
2. 电路设计
2.1. 宽带通道放大器分析
本设计的宽带通道放大器如图 2 所示，是一个自动增益控制模块。
压控放大器 VCA810 依靠反馈得到的控制电压控制放大倍数；高速比较器 AD8561 比较的是 VCA810 输出信号和预设电压，使用二极管和 RC 对比较器的 输出信号进行检波；TL082 将检波得到的电压转换至 VCA810 的控制电压范围 内，使得 VCA810 能够正常工作；OPA690 起着二级放大与级联缓冲的作用。
具 体电路连接如图 3 所示。
FPGA
比较器电路
AGC 电路 宽带放大 输入信号
NIOS
II
TFT 显示
蓝牙模块
图 2 自动增益模块流程图 图 3 自动增益模块原理图
2.2. 正弦波整形电路
AGC 电路后，进入如图 4 所示的滞回比较器，整成方波。
96mV
图 4 滞回比较器3. 软件设计
图 5 软件流程图4. 测试方案与测试结果
4.1. 测试仪器
表 1 测试仪器
4.2. 测试方案及数据
频率测试
（1）测试方法：选取1Hz、100Hz、1KHz、1MHz、10MHz5 个频率点，测量分别测量输入信号在3mVrms、10mVrms、50mVrms、100mVrms、1Vrms 的结果，并计算误差
（2）测量结果
表 2 频率测量数据表
时间间隔测量
（1）测试方法：选取0.1us、1ms、100ms 个频率点，测量分别测量输入信号在100Hz、200Hz、500Hz、1000Hz 四种时间间隔以及20mV、50mV、以及1V 时的结果，并计算误差
(2)测量结果
表 3 方波Vpp=20mV 时间间隔测量数据表
表 4 方波Vpp=50mV 时间间隔测量数据表
表5 方波Vpp=1V 时间间隔测量数据表
占空比测量
（1）测试方法：选取10%、30%、50%、70%、90%四个相位测，分别测量输入信号是1Hz、100Hz、10KHz、1MHz、5MHz 的结果，并计算误差（2）测量结果
4.3. 其他发挥部分（亮点）
1、频率测量时，在1Hz-100MHz 时，最低测量有效值Vrms 可降低为5mV；
2、方波测量占空比和时间间隔时，最低测量的Vpp 可达到10mV；
3、频率、时间间隔测量时分辨率超过发挥部分要求；
4、除使用键盘进行人机交互外，增加了蓝牙通讯功能，可实现无线控制功能，
切换仪器测量模式。
4.4. 测试结论
实测表明，本设计在频率测量、相位测量、占空比测量等多个参数上全都可以达到赛题基本部分和发挥部分的要求，并在部分指标上远超发挥部分要求。
参考文献
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