2007年题目--C--数字示波器
2007年普通高等学校招生全国统一考试(全国卷Ⅰ)理综物理部分-组卷网
A．△n=1，13.22 eV <E<13.32 eV B．△n=2，13.22 eV <E<13.32 eV C．△n=1，12.75 eV <E<13.06 eV D．△n=2，12.75 eV <E<13.06 Ev
难度：0.65 组卷：689 题型：多选题 更新：2010/8/12
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碰撞后小球落点的平均位置。 第三步，用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。 上述实验中， ①P点是________________________________________平均位置， M点是___________________________________________平均位置， N点是___________________________________________平均位置。 ②请写出本实验的原理___________________________________________________，写出用测量量表示的恢复系数的表达式____________ __。 ③三个落地点距O点的距离OM、OP、ON与实验所用的小球质量是否有关系？ ___________________________________。
难度：0.4 组卷：1551 题型：解答题 更新：2019/12/19
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11 . 如图所示，质量为m的由绝缘材料制成的球与质量为M=19m的金属球并排悬挂．现将绝缘球拉至与竖直方向成θ=600的位置自由释 放，下摆后在最低点与金属球发生弹性碰撞．在平衡位置附近存在垂直于纸面的磁场．已知由于磁场的阻尼作用，金属球将于再次碰撞
7 . a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点．电场线与矩形所在的平面平行．已知a点的电势是20V，b点的 电势是24V，d点的电势是4V，如图．由此可知，c点的电势为（）
2007年全国大学生电子设计竞赛一等奖作品——数字示波器
2007年全国大学生电子设计竞赛一等奖作品——数字示波器发布时间: 2007-11-27 20:28:37作者:责任编辑:数字示波器作者：黄霖宇、陈鹍、侯碧波一等奖作品摘要本数字示波器以单片机和FPGA为核心，对采样方式的选择和等效采样技术的实现进行了重点设计，使作品不仅具有实时采样方式，而且采用随机等效采样技术实现了利用实时采样速率为1MHz的ADC进行最大200MHz的等效采样。
同时系统还具有可测2mV小信号、波形存储回放、测频、触发沿选择、校准信号输出等功能。
AbstractThis digital oscilloscope takes a MCU and FPGA as the core .We made emphases on the choice of the sampling methods and the implement of equivalent sampling, as a result, our design not only has the real-time sampling mode but also can reach the highest equivalent sample rate of 200 MHz using the real-time sample rate of 1 MHz, by way of random equivalent sampling. At the same time, this system has many other functions, such as 2mV small-signal measuring, storage andre-display of waveform, measuring frequency, selective trigger edge , output of thecorrection signal and so on.一、总体方案设计1．方案比较与选择仔细分析题目要求，以实时采样速率为1MHz的ADC实现最大200MHz的等效采样，是本题的最大难点，也是设计的重点之一。
[2007年][高考真题][安徽卷][理综][答案]
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2007年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试以下数据可供解题时参考：相对原子质量：H 1 C 12 O 16 N ｅ 20 C ｕ 64一、选择题（在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
每小题6分。
）1．下图表示一段离体神经纤维的S 点受到刺激而兴奋时，局部电流和神经兴奋的传导方向（弯箭头表示膜内、外局部电流的流动方向，直箭头表示兴奋传导方向），其中正确的是A ．B ．C ．D ．2．某种病菌感染人体并侵入细胞后，机体可以对该靶细胞产生免疫反应，其中有A ． 效应B 细胞接触靶细胞，导致靶细胞裂解，从而使病菌抗原被白细胞介素消灭B ． 效应B 细胞接触靶细胞，导致靶细胞裂解，从而使病菌抗原被抗体消灭C ． 效应T 细胞接触靶细胞，导致靶细胞裂解，从而使病菌抗原被外毒素消灭D ． 效应T 细胞接触靶细胞，导致靶细胞裂解，从而使病菌抗原被抗体消灭3．下列有关种群增长的S 型曲线的叙述，错误的是A ． 通常自然界中的种群增长曲线最终呈S 型B ． 达到K 值时种群增长率为零C ． 种群增长受自身密度的影响D ． 种群的增长速度逐步降低4．通过发酵罐发酵可大规模生产谷氨酸，生产中常用的菌种是好氧的谷氨酸棒状杆菌。
下面有关谷氨酸发酵过程的叙述，正确的是A ． 溶氧充足时，发酵液中有乳酸的累积B ． 发酵液中碳源和氮源比例的变化不影响谷氨酸的产量＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－＋＋＋＋＋＋＋＋ －－－－－－－－＋＋＋＋＋－－－－－－－－ ＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－＋＋＋＋＋＋＋＋ S ＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－＋＋＋＋＋＋＋＋ －－－－－－－－＋＋＋＋＋－－－－－－－－ －－－－－－－－＋＋＋＋＋－－－－－－－－ ＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－＋＋＋＋＋＋＋＋S ＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－＋＋＋＋＋＋＋＋ －－－－－－－－＋＋＋＋＋－－－－－－－－ －－－－－－－－＋＋＋＋＋－－－－－－－－ ＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－＋＋＋＋＋＋＋＋ S ＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－＋＋＋＋＋－－－－－－－－ －－－－－－－－＋＋＋＋＋－－－－－－－－ ＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－＋＋＋＋＋＋＋＋ S放 射 性 颗 粒 数 /%C ． 菌体中谷氨酸的排出，有利于谷氨酸的合成和产量的提高D ． 发酵液PH 呈碱性时，有利于谷氨酸棒状杆菌生成乙酰谷氨酰胺5．下图表示用3H-亮氨酸标记细胞内的分泌蛋白，追踪不同时间具有放射性的分泌蛋白颗料在细胞分布情况和运输过程。
2007年全国电子设计大赛C题
2007年全国电子设计大赛C题数字存储示波器题目任务:设计一简易数字存储示波器1．总体框架图：2．题目要求指标(1) 信号频率范围： 10Hz~10MHz；要求输入电阻： Ri>100kΩ；(2) 垂直点数：32级/div；水平点数：20点/div；(3) 垂直灵敏度：0.01V/div ，0.1V/div，1V/div，误差≤5% ；(4) 水平扫瞄速度： 0.2s/div，0.2ms/div，20μs/div，误差≤5%；(5) 触发功能要求：单次触发、扩展、内触发、上升沿、电平可调；(6) 显示波形无明显失真；(7) 产生100kHz，0.3V的校准方波；报告主要内容:1．对赛题要求的分析2．具体实现方案讨论及器件参数计算3．模拟部分电路设计及数字控制部分软件编写4．安装调试及所遇到的问题5．测试结果分析6．总结1. 对赛题要求的分析(1) 工作流程：A/D采集、双口RAM存储、D/A显示。
需要器件：A/D、单片机、D/A、FPGA等主要器件；(2) 内触发上升沿、触发电平可调；扫描速度 0.2s/div，0.2ms/div，20 μ s/div；垂直灵敏度0.1V/div， 1V/div，0.01V/div移动扩展。
要具有控制功能:1.控制器 2. 人机接口2. 具体方案讨论2.1 采样方式的选择实时采样和等效时间采样：实时采样即按照AD的采样速率对波形进行满足奈奎斯特采样速率的采样；等效采样是在周期信号频率过高，AD速率无法满足奈奎斯特采样速率时，间隔整数倍周期T＋最小采样间隔时间对信号进行采样。
具体示意图见下：题中要求输入信号频率范围：10Hz~10MHz，样点直接恢复方式为至少20点/周期， A/D 转换速率应小于1Ms/s。
故对于高频信号（大于500KHz），应采用等效采样方式，低频信号采用实时采样方式。
2.2 控制器件的选择1．对控制器件的要求* AD采集速率：高达1000kHz(1 μ s)，低至 20ms；（决定于扫描速度）* 样点恢复速率：DA时钟为10MHz，绝对满足输出波形要求。
数字示波器【2007年C题一等奖】
5.2系统程序设计如图所示，系统中有三个按键rec，stop，play，分别控制录音，停止录音和放音。
TLC5510控制模块的设计Clk为模块的工作时钟，由于系统采样频率设为8K赫兹，Rec为录音控制按键，当rec按下，系统检测到rec按键有效，录音程序开始运行。
，oe输出一个高电平，送至RAM的wren端，RAM为写允许，此时将来自TLC5510的八位数字语音信号din[7..0]的采样信号，通过dout[7..0]输出至RAM中保存。
同时将时钟信号clk的四分频，clk与TLC5510的时钟频率是相同的，四分频后的频率为TLC5510一个周期转换时钟频率，四分频后的信号通过clk1输出给地址发生器作为时钟信号，控制地址发生器工作。
当play按键有效时，oe输出一个低电平，送至RAM的wren端，RAM为读允许，通过控制可实现系统放音。
地址发生器模块的设计CNT10B为位地址发生器，当CLR有效时，从0开始计数，并通过DOUT[ ..0]输出至RAM的地址端口。
CLK是来自TLC5510控制模块的信号作为地址发生器作为时钟信号。
CLR通过外接一个或门连接rec和play，当rec和play中任意一个按键有效时，产生的高电平，控制地址发生器模块从0开始计数。
STOP为停止计数按键，当STOP按键有效时，计数器停止，没有地址信号输出至RAM，录音完成。
同时输出一个信号CLKOUT作为RAM模块的工作时钟，实现地址发生器和RAM 储存的时钟同步，CLKOUT信号的频率与地址发生器时钟信号CLK的频率相同。
存储器模块的设计利用Quartus II中的RAM定制模块，定制一个数据为8位，地址为13位的RAM模块。
设计参数如图12所示。
图11 RAM模块参数设置图12 定制的RAM模块图12为定制的RAM模块实体图。
Data[7..0]为来自TLC5510转换好的八位数字语音信号，在时钟信号控制下，将数据按照地址信号发生器产生的地址信号，将八位数字语音信号存储至RAM中。
2007年C题 数字存储示波器_全国大学生竞赛山东赛区组委会
数字存储示波器海军航空工程学院（烟台）史继炎何高健刘恒涛摘要本题设计一个数字存储示波器，以Xilinx公司20万门FPGA芯片为核心，辅以必要的外围电路（包括信号调理、采样保持、内部触发、A/D转换、D/A转换和I/O模块），利用VHDL语言编程，实现了任意波形的单次触发、连续触发和存储回放功能，并按要求进行了垂直灵敏度和扫描速度的挡位设置。
信号采集时，将外部输入信号经信号调理模块调节到A/D电路输入范围，经A/D转换后送入FPGA内部的双口RAM进行高速缓存，并将结果通过D/A转换送给通用示波器进行显示，完成了对中、低频信号的实时采样和高频信号的等效采样和数据存储回放。
经测试，系统整体指标良好，垂直灵敏度和扫描速度等各项指标均达到设计要求。
关键词：FPGA 实时采样等效采样一、方案选择与论证数字存储示波器系统由信号调理电路、采样保持电路、触发电路、A/D、D/A、X输出电路、Y 输出电路、控制处理器等组成。
方案一：采用80C51单片机为控制核心，其系统框图如图1。
对输入信号进行放大或衰减后，用外接触发电路产生触发信号，通过A/D转换将模拟信号转换成数字信号，再通过单片机将数据锁存至外部RAM，然后由单片机控制将数据送至D/A输出。
图1 方案一系统框图这种方案结构较为简洁，但在满足题目的实时采样频率的要求下，A/D的最高采样速度达1MHz，由普通单片机直接处理这样速率的数据难以胜任，采用高档单片机甚至采用DSP芯片，将大大增加开发的难度。
而且目前常用的外接RAM芯片时钟周期一般为40MHz～50MHz，难以达到高速数据存储的要求。
方案二：用FPGA可编程逻辑器件作为控制及数据处理的核心，外接触发电路实现触发功能，利用FPGA的层次化存储器系统结构，使用FPGA内部集成的基本逻辑功能块配置成双端口同步RAM 对采集信号进行存储，完成设计指标。
其系统框图如图2。
图2 方案二系统框图由于FPGA可在线编程，因此大大加快了开发速度。
大学物理实验-数字示波器的使用
触发设置
根据信号类型选择适当的 触发方式，以确保波形稳 定显示。
观察并记录实验结果
观察波形
通过观察示波器上的信号波形，了解 信号的基本特征，如幅度、频率、相 位等。
记录数据
分析结果
根据实验数据和观察到的波形特征， 分析信号的基本性质和规律，得出实 验结论。
使用示波器的测量功能或记录纸，记 录实验数据，如信号幅度、频率等。
连接示波器与信号源
连接信号源
将信号源通过适当的电缆连接到 示波器的输入端口。
调整信号源
确保信号源处于工作状态，并调 整信号源的输出幅度和频率，以 便在示波器上观察到清晰的信号 波形。
调整示波器参数
调整垂直灵敏度
根据信号的幅度调整垂直 灵敏度，以便在屏幕上清 晰地显示信号波形。
调整水平时基
根据信号的频率调整水平 时基，以便在屏幕上正确 显示信号周期和波形形状。
为了让学生更好地了解示波器的应用，建议提供更多种类的信号 源，如正弦波、方波、脉冲波等。
加强实验指导和讲解
对于初次接触示波器的学生，建议加强实验前的指导和讲解，确保 学生能够正确掌握示波器的使用方法。
增加实验操作环节
为了提高学生的实践能力和操作技能，建议增加实验操作环节，让 学生有更多的机会亲手操作示波器。
实验结果的分析与讨论
对比分析
将实验结果与理论值进行对比，分析差异的原因， 探讨可能的影响因素。
趋势分析
对实验结果进行趋势分析，观察数据的变化规律， 探究物理现象的本质。
误差分析
对实验结果进行误差分析，评估实验的精度和可 靠性，为后续实验提供改进建议。
误差分析
误差来源
01
分析实验过程中可能产生的误差来源，如测量工具、操作方法、
数字示波器的使用实验总结 -回复
数字示波器的使用实验总结 -回复数字示波器是一种广泛应用的电子测量仪器，它可以用于观察电路中的波形变化，为电子工程师们提供了一种非常有用的工具。
在大学的电子实验教学中，数字示波器的使用也是非常普遍的。
本文将针对数字示波器的使用实验进行总结，从实验设计、实验操作、实验结果等方面进行分析，以期能够帮助读者更好地掌握数字示波器的使用。
一、实验设计1. 示波器的基本操作：示波器的开启、控制面板的介绍、信号线与示波器的连接、波形显示等。
2. 示波器的参数测量：包括电压的测量、频率的测量、相位差的测量等。
3. 示波器的信号分析：通过对不同信号的分析，学生可以更加深入地了解数字示波器的使用方法和原理。
为了使实验效果更加明显，实验设计需要根据实验目的和操作难度进行适当的调整，确保实验过程中学生能够全面了解数字示波器的使用方法，同时也要注意实验的安全性。
二、实验过程1. 实验前的准备工作：安装好数字示波器和相关软件，并检查设备是否正常运转。
2. 示波器的基本操作：在操作前，学生应先熟悉数字示波器的控制面板和操作方法，然后将信号线与示波器连接，调整档位和幅度，观察波形的显示情况。
3. 示波器的参数测量：学生应先设置好数字示波器的相应参数，如电压档位、频率范围等，然后对不同的信号进行测量，并记录下相应的值，比较不同参数对测量结果的影响。
4. 示波器的信号分析：学生可以通过对不同种类信号的分析来了解数字示波器的使用方法。
学生可以使用数字示波器观察不同频率的正弦波、方波、脉冲信号等，并比较它们的波形特点。
实验过程中需要注意安全，学生应对数字示波器和相关设备进行正确使用，以确保实验能够顺利进行。
三、实验结果分析在实验过程中，学生可以观察到数字示波器的波形显示情况，测量信号的各种参数，并分析不同信号的波形特点。
通过实验，学生能够更加深入地了解数字示波器的使用方法和原理，增强对电子测量仪器的掌握能力。
四、实验心得体会通过本次数字示波器的使用实验，我深刻体会到了数字示波器在实际应用中的重要性。
全国大学生电子设计竞赛介绍_很有用
二、历届竞赛试题与获奖情况
1、2007年试题及获奖情况 2007年试题及获奖情况
1）试题（本科题A-F),高职题（G-J) ）试题（本科题A F),高职题（G A题、音频信号分析仪（主要属于模拟类） B题、无线识别装置（RFID,射频无线电类） 题、无线识别装置（RFID,射频无线电类） C题、数字示波器（数字电路类） D题、程控滤波器（数模结合类） E题、开关稳压电源（电源类) 题、开关稳压电源（电源类) F题、电动车跷跷板(控制类) 题、电动车跷跷板(控制类) G题、积分式直流数字电压表(数字类) 题、积分式直流数字电压表(数字类) H题、信号发生器(模拟类） 题、信号发生器( I题、可控放大器 （模数结合） J题、电动车跷跷板 （控制类） 2 ）获奖情况
6、评奖
全国大学生电子设计竞赛分为“赛区奖” 全国大学生电子设计竞赛分为“赛区奖”和“全国奖”两种形式。 全国奖” 1)、各赛区竞赛组委会负责本赛区的评奖工作，赛区奖的评奖等级及各 1)、各赛区竞赛组委会负责本赛区的评奖工作，赛区奖的评奖等级及各 奖项获奖比例由各赛区根据实际情况自行确定。为鼓励学生广泛参与 这一活动，建议各赛区设置“成功参赛奖” 这一活动，建议各赛区设置“成功参赛奖”或类似意义的奖项，凡按 时完成竞赛内容、达到基本要求的参赛队均可发给“成功参赛证书” 时完成竞赛内容、达到基本要求的参赛队均可发给“成功参赛证书” 或类似奖项证书。 2)、赛区评审结束后，各赛区竞赛组委会将本赛区竞赛优秀参赛队的设 2)、赛区评审结束后，各赛区竞赛组委会将本赛区竞赛优秀参赛队的设 计报告及有关材料报送全国竞赛组委会（报送的具体内容及报送时间 另行通知），报送全国竞赛组委会评奖的优秀参赛队数分别不超过本 赛区本科生组和高职高专学生组实际参赛队总数的10%。全国竞赛组 赛区本科生组和高职高专学生组实际参赛队总数的10%。全国竞赛组 委会根据全国专家组的评审结果确定全国一、二等奖，获奖总数原则 上不超过全国实际参赛队总数的8%。对于同一题目，同一所学校获得 上不超过全国实际参赛队总数的8%。对于同一题目，同一所学校获得 全国一、二等奖的队数分别不超过3 全国一、二等奖的队数分别不超过3个。 3)、本科生组和高职高专学生组分别评奖，各设索尼杯。 3)、本科生组和高职高专学生组分别评奖，各设索尼杯。 4)、全国大学生电子设计竞赛设立“赛区优秀组织奖”， 对竞赛组织中 4)、全国大学生电子设计竞赛设立“赛区优秀组织奖” 表现出色的赛区竞赛组委会给予表彰奖励；同时设立“优秀征题奖” 表现出色的赛区竞赛组委会给予表彰奖励；同时设立“优秀征题奖”， 对竞赛征题工作中表现突出的个人给予表彰奖励。
电子设计大赛07年数字示波器.doc
07年数字示波器（C题）【本科组】一、任务设计并制作一台具有实时采样方式和等效采样方式的数字示波器，示意图如图1所示。
图1 数字示波器示意图二、要求1．基本要求（1）被测周期信号的频率范围为10Hz～10MHz，仪器输入阻抗为1MΩ，显示屏的刻度为8 div×10div，垂直分辨率为8bits，水平显示分辨率≥20点/ div。
（2）垂直灵敏度要求含1V/div、0.1V/div两档。
电压测量误差≤5%。
（3）实时采样速率≤1MSa/s，等效采样速率≥200MSa/s；扫描速度要求含20ms/div、2μs /div、100 ns/div三档，波形周期测量误差≤5%。
（4）仪器的触发电路采用内触发方式，要求上升沿触发，触发电平可调。
（5）被测信号的显示波形应无明显失真。
2．发挥部分（1）提高仪器垂直灵敏度，要求增加2mV/div档，其电压测量误差≤5%，输入短路时的输出噪声峰-峰值小于2mV。
（2）增加存储/调出功能，即按动一次“存储”键，仪器即可存储当前波形，并能在需要时调出存储的波形予以显示。
（3）增加单次触发功能，即按动一次“单次触发”键，仪器能对满足触发条件的信号进行一次采集与存储（被测信号的频率范围限定为10Hz～50kHz）。
（4）能提供频率为100kHz的方波校准信号，要求幅度值为0.3V±5%（负载电阻≥1 MΩ时），频率误差≤5%。
（5）其他。
三、说明1．A/D转换器最高采样速率限定为1MSa/s，并要求设计独立的取样保持电路。
为了方便检测，要求在A/D转换器和取样保持电路之间设置测试端子TP。
2．显示部分可采用通用示波器，也可采用液晶显示器。
3．等效采样的概念可参考蒋焕文等编著的《电子测量》一书中取样示波器的内容，或陈尚松等编著的《电子测量与仪器》等相关资料。
4．设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。
完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果可用附件给出。
2007电赛题目
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2010/7/5
/exam/20…
无线识别装置（B题）
【本科组】 一、任务
设计制作一套无线识别装置。该装置由阅读器、应答器和耦合线圈组成，其方框图参见 图1。阅读器能识别应答器的有无、编码和存储信息。
图1 无线识别装置方框图
装置中阅读器、应答器均具有无线传输功能，频率和调制方式自由选定。不得使用现有射 频识别卡或用于识别的专用芯片。装置中的耦合线圈为圆形空芯线圈，用直径不大于1mm的漆 包线或有绝缘外皮的导线密绕10圈制成。线圈直径为6.6±0.5 cm（可用直径6.6 cm左右的易 拉罐作为骨架，绕好取下，用绝缘胶带固定即可）。线圈间的介质为空气。两个耦合线圈最接 近部分的间距定义为D。
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2010/7/5
武汉大学电子信息学院
数字示波器（C题）
【本科组】 一、任务
设计并制作一台具有实时采样方式和等效采样方式的数字示波器，示意图如图1所示。
图1 数字示波器示意图
二、要求
1．基本要求
（1）被测周期信号的频率范围为10Hz～10MHz，仪器输入阻抗为1MΩ，显示屏的刻度 为8 div×10div，垂直分辨率为8bits，水平显示分辨率≥20点/ div。
果。完整的电路原理图、重要的源程序、和完整的测试结果用附件给出。
四、评分标准
项目
主要内容
分数
系统方案
比较与选择
方案描述
5
/exam/2007/A.htm
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2010/7/5
理论分析与计算
正弦信号发生器
放大器设计
功率谱测量方法
15
周期性判断方法
设计 报告
电路与程序设计
电路设计 程序设计
简易多功能数字存储示波器(蔡天 林立 苏鑫)
简易多功能数字示波器参赛学校：武汉大学参赛队员：蔡天林立苏鑫时间：2007-7-27赛前辅导教师：黄根春张望先文稿辅导教师：黄根春徐大敏摘要本系统基于数字示波器基本原理，以8051单片机和FPGA组成的最小系统为控制核心；系统的频率范围为1Hz～2.8MHz，使用高速ADC芯片对任意波形信号进行采样量化，并在模拟示波器上显示，同时能对信号的基本参数进行数字测量，其中频率误差优于0.1％，幅度误差优于5％；通过FPGA对量化值进行FFT运算，实现了对输入信号的频谱分析；此外，本系统还可以利用傅立叶变换的性质对双通道输入的两路信号进行相位差测量，误差小于0.5o；实现周期信号的失真度测量，误差小于1％；系统的显示输出采用模拟示波器和128*64点阵液晶相结合的方式，连续可调电位器和3*8键盘为输入接口，故系统波形显示清晰，操作简单，界面友好。
关键词：示波器FFT 失真度测相AbstractThe system, mainly controlled by the combination of MCU 8051and ALTEA’s Cyclone FPGA, is based on the elements of Digital Oscillograph. All kinds of signal with the frequency fewer than 2.8MHz can be sampled by ADC chip AD9051 and AD197. The data of sampling is operated under FFT, with a result of the frequency spectrum of the input signal. Addition, the system also can measure the phasic difference, with the precision fewer than. We adopt the analog oscillograph and 128*64 dot-matrix LCD screens as export equipment, 3*8 keyboards and adjustable resistance as import equipment. People will find easy to handle the system with clear display and friendly interface.Keyword: oscillograph FFT Audibility of Distortion目录摘要 (1)Abstract (1)目录 (2)一、方案论证与选择 (3)1．题目任务要求及相关指标的分析 (3)2．方案的比较与选择 (3)二、系统总体设计方案及实现方框图 (5)三、理论分析与计算 (5)1、采样速率 (5)2、幅度控制 (5)3、波形的数据处理及相关参数测量 (5)4、快速傅立叶变换及误差 (6)四、主要功能电路的设计 (6)1、输入信号放大与采样量化电路 (6)2、同步采样时钟产生电路 (7)3、水平垂直div调节电路 (7)4、模拟示波器显示电路 (7)五、系统软件的设计 (7)六、测试数据与分析 (8)1．使用仪器及型号 (8)2．测试方案 (8)3．测量数据及结果分析 (8)七、总结分析与结论 (9)1、题目要求完成情况 (9)2、调试总结 (9)八、附录 (10)1、电路原理图 (10)2、参考文献 (11)一、方案论证与选择1．题目任务要求及相关指标的分析(1)题目要求仪器的输入阻抗大于100kΩ，我们可以使用一级射级跟随器或者同相放大器来实现；垂直刻度为8div，分辨率为32级/div，要求设置0.01V/div、0.1V/div、1V/div三档垂直灵敏度，误差≤5%，即直流档时输入信号电压范围为-4V～+4V，交流档时输入信号峰峰值范围为0V～8V，但为了能使用0.01V/div和0.1V/div档来清晰的观察小信号波形，所以需要根据输入信号的电压幅度的大小来对其进行适当放大或缩小，以适合ADC的采样和量化；水平刻度为10div，分辨率为20点/div，要求设置0.2s/div、0.2ms/div、20μs/div三档扫描速度，仪器的频率范围为DC～50kHz，误差≤5%，考虑极限情况，使用20μs/div档，采样周期为1μs，即此时采样频率为1MHz，对于0.2s/div和0.2ms/div，我们可以使用1MHz的采样频率，然后在下抽样，也可以分别使用100Hz和100KHz的采样频率。
2007数字示波器
数字示波器参赛队编号摘要：本系统基于等效采样原理，以单片机为控制核心，充分利用FPGA 资源，实现了从10Hz 到10MHz 波形实时采样和输出，同时可对波形进行实时存储和连续显示；以实用数字示波器为参照， 实现了频率，峰峰值的测量和显示，其频率测量误差<0.1% ,电压测量误差<3%；同时实现了最高200MSa/s 的等效采样速率。
关键词：数字示波器、等效采样一、方案论证与比较1．采样方式方案一：等效时间采样法。
采用中高速模数转换器，对于频率较高的周期性信号采用等效时间采样的方法，即对每个周期仅采样一个点，经过若干个周期后就可对信号各个部分采样一遍。
而这些点可以借助步进延迟方法均匀地分布于信号波形的不同位臵。
其中步进延迟是每一次采样比上一次样点的位臵延迟△t 时间。
只要精确控制从触发获得采样的时间延迟，就能够准确地恢复出原始信号，如图1.2所示。
0vt12 3 4 5vt0123方案二：实时采样。
实时采样是在信号存在期间对其采样，如图1.1所示。
根据采样定理，采用速率必须高于信号最高频率分量的两倍。
对于周期的正弦信号，一个周期内至少应该有两个采样点。
为了配合高速模数转换器，必须用FPGA 代替单片机准确的定时控制ADC 的采样速率。
以实现高速实时采样。
题目要求A/D 实时采样率<1MHz,输入信号范围10-10MHz,所以我们在50KHz 以下时采用实时采样的方法；50KHz 以上采用等效采样的方法。
2. 触发方式方案一：采用外部硬件电路触发。
其核心器件为比较器，当信号大于所设比较触发图1.1 实时采样示意图图1.2 等效时间采样示意图电平时，即产生一次触发。
但专用IC比较器在低频段上升沿有较大毛刺，使触发很不稳，导致波形的晃动。
方案二：采用内部软件触发，通过软件设臵触发电平，软件设臵的施密特触发器参数容易修改，可以很好的抑制比较器产生的毛刺。
当所采样值大于该触发电平时，产生一次触发。
(参考资料)关于示波器的波形捕获率(I)- 汪进进
关于示波器的波形捕获率（I）汪进进深圳市鼎阳科技有限公司关于示波器的波形捕获率（I）汪进进深圳市鼎阳科技有限公司波形捕获率是一个被过度炒作的概念和指标。
必须承认的一个现象是，如果您问1000位工程师，他们可能都觉得这个指标很重要，但这1000位工程师在实际使用示波器的10年里却又没有真的用它来成功发现问题。
但是，这个指标却一直“被重要”，不言而喻地重要。
为什么？1，波形捕获率的故事就像“皇帝的新衣”的故事：为什么诸厂商一直在片面性地鼓吹波形捕获率的价值？在我从业的11来，我很多次亲眼目睹了众多示波器行业销售人员在客户现场不断地为这个指标在打口水战，也亲眼目睹了私下里拿这个指标开玩笑。
这是一个充满了故事性和趣味性的指标，反应了示波器“数据处理技术”发展的路线，更反应了厂商的市场宣传如何利用Marketing talking的说法，强调一点，忽略其它，从而实现对用户的“洗脑”。
是时候该有个“小孩”出现，勇敢地谈谈“皇帝的新衣”了。
这个概念有价值的一面已经说透，但是它在实践中“无力”的一面却没有被说穿。
其实抹平这方面的“信息的不对称”很容易，但是身处其中的厂商谁都不愿意完全说破。
为什么诸厂商都一直片面性地鼓吹波形捕获率的价值？让我们来看看这个概念被炒作和神化的历史。
最早对波形捕获率的概念进行包装的是T公司，那时候的Marketing Talking是“第三代示波器”，“数字荧光示波器”，“同时具有模拟和数字示波器的特征”。
但是，T公司的这个快刷新和现在多数厂商强调的波形捕获率不是一种技术，后面会详细说明。
T公司特别成功的包装说法是：这是“第三代”示波器，是示波器技术划时代的革命。
后来T公司用其擅长的方式定义了一个新的系列叫DPO系列。
DPO系列的示波器面板上有一个按键，叫DPX。
但令人遗憾的事实是，早年鼓吹这个概念的T公司示波器的波形捕获率指标现在比鼎阳科技示波器的这个指标要差很多了！ T公司鼓吹这个概念长达10年以上，最早应该是在1999年，我那时候还在读研，但还没有用过数字示波器。
2007试卷B及问题详解_现代检测技术
共6 页第2 页共6 页第4 页共6 页第6 页“现代检测技术”2007 B卷试题参考答案一. 填空（共25分，每空1分）1. 输入量和输出量随时间迅速变化时，输出与输入之间的关系。
2. 其电阻率ρ发生变化的现象。
3. 系统；随机；粗大4. 光生伏特；光电5. RGB；HSL6. GPIB总线、VXI总线、PXI总线、PCI/CompactPCI总线、RS232C总线和USB/IEEE-1394总线等。
（填其中4个）7. 常用的温度传感器有_热电阻__、_热电偶_____等。
8. 一阶测量系统的动态特性参数τ称为时间常数，在幅频特性曲线中称1/τ为转折频率或截止角频率；二阶测量系统的动态特性参数ω0称为系统无阻尼固有角频率，ζ称为阻尼比，当0≤ζ＜0.707 时，二阶系统幅频特性曲线存在谐振频率。
9.1 BWθ≈10.hch A cAνλλ><光子能量大于材料逸出功，即或，是波长，是光速。
11. 压力、位移、加速度等12. 位移及与位移相关的厚度、振动等；材料厚度二. 选择题（共10分，每题1分）1. A；2. C；3. A；4. B；5. B；6. B、C；7. C；8. A；9. D；10. A三. 简答题（共35分，每题5分）1. 获取有用的信息，即借助专门的设备、仪器、设计合理的实验方法与必需的信号分析及数据处理，获得与被测对象有关的信息，最后将结果进行显示或输入到其它信息处理装置、控制系统。
2. 为提高自感式传感器的灵敏度，增大传感器的线性工作围，实际应用中较多的是将两个结构相同的自感线圈组合在一起形成差动式电感传感器。
采用差动式结构，除了可以改善非线性、提高灵敏度，对电源电压、频率的波动及温度变化等外界影响也有补偿作用；作用在衔铁上的电磁力，由于是两个线圈磁通产生的电磁力之差，所以对电磁吸力有一定的补偿作用，从而提高了测量的准确性。
3. 压电式传感器只有在负载阻抗无穷大、部也无漏电时，受力后产生的电压（电荷）才能长期保存下来，否则电路将以某时间常数按指数规律放电。
电子设计大赛_需要什么准备吗
几点要求：1.完美的焊接工艺；2.各种仪器的熟练使用；3.各种常用元器件的识别(种类、材质、参数等等)；4.产用芯片的使用方法和引脚定义(常用运放、比较器、数字电路、AD\DA、电源芯片等等)；5.单片机的使用，说起单片机。
你说你现在在学习郭天祥的教程，那个教程是很实用的。
他那个是做好的成品板子，电路已经固定了，也很适合教学。
但对于你来说，你的思路一定要广，不要受他的思维限制。
现在阶段你先跟着教程学学，作为教学内容已经很好了。
教程嘛，都是单元电路的介绍和使用。
到了后期，要根据学习和掌握情况，你要自己设计出一个系统，把键盘、显示、AD\DA这些常用的东西在一个系统里都用上。
后期，根据老师的建议看需要选择什么单片机。
6.我觉得应该是细节了，焊接工艺可靠程度、电路的布局、PCB的走线、测试点的安置、电路的安装等等，这些都有可能直接给你判死刑。
在学校测得好好的，拿去测试点的路上由于颠簸，电路那里出了问题，到时候你要是做不到如火纯情，直接就手忙脚乱，一个头两个大，直接就挂了。
大概是我第一次参加全国竞赛的时候吧，有个兄弟的电路刚一通电，之间芯片冒了一股青烟随后，随后一直硕大无比的电解电容直接爆炸，直接被测试老师撵出去了。
大概是加电源的时候极性搞反了。
Dare to creat & enjoy！祝你在2011年的第十届全国大学生电子设计竞赛中展示你的风采、获得好成绩。
课程有：《电工电路基础》《低频电子线路》《数字电路》《高频电子线路》《电子测量》《智能仪器原理及应用》《传感器技术》《电机与电气控制》《信号与系统》《单片机接口原理及应用》等等。
所要学习的科目当然不能定局，知识面越广越好，它是对各个科目综合运用的产物，而且要具有非常强的动手和创新能力，对一个人的动手能力有很大的促进作用.学起来不要急于求成，掌握一些基本电路及调试，焊接技术，Protel软件的使用，能制作机器人最好对机械结构方面也要懂些。
很多东西只要学习了不一定什么时候就能用到，不要在学时表面感觉没用就不注重它，那样就犯了很大的错误了。
RIGOL DS1022C数字示波器用户手册
II
©Copyright RIGOL Technologies, Inc. 2007
DS1000 系列数字示波器用户指南
安全术语和符号
本手册中的术语。以下术语可能出现在本手册中：
! 警告。警告性声明指出可能会危害生命安全的条件和行为。
RIGOL
! 注意。注意性声明指出可能导致此产品和其它财产损坏的条件和行为。
产品上的术语。以下术语可能出现在产品上： 危险表示您如果进行此操作可能会立即对您造成损害。 警告表示您如果进行此操作可能不会立即对您造成损害。 注意表示您如果进行此操作可能会对本产品或其它财产造成损害。
产品上的符号。以下符号可能出现在产品上：
高电压
!
注意请参阅手册 保护性接地端 壳体接地端
测量接地端
数字示波器(C题)
数字示波器摘要: 本系统基于示波器原理，以单片机作为控制核心，充分发挥FPGA 的数据处理能力，利用了FPGA 的逻辑阵列和嵌入式阵列，将双口RAM 写入到FPGA 内部，实现了对被测信号的采样、存储与输出显示。
系统采用高速A/D 对待测信号进行采集，并使用内触发方式，既实现了普通示波器的实时采样与实时显示，又增加了等效采样功能，极大的提高了系统的频率测量范围。
系统实现了自校准功能，采用的是X －Y 模式在示波器显示屏上显示波形。
该系统由程控放大、A/D 采样、D/A 变换、过零比较、触发电平产生电路等部分构成，实现了信号的数字化存储、电平触发显示等功能，同时提供了液晶显示和键盘操作，界面友好。
关键词：数字存储、示波器、等效采样一、 方案论证与选择在实现该系统中要求输入阻抗为1M Ω，这可以通过在信号的输入端加一级由输入阻抗驱近于无穷大的射极跟随器，由于射极跟随器的输入阻抗很高，在其同相输入端并接一个1M Ω的电阻即可满足输入阻抗1M Ω的要求；要求采用上升沿触发、触发电平可调，这可以通过将信号先进行整形，然后在上升沿进行触发，触发的基准电平通过电路进行设定；三档扫描速度20ms/div 、2us/div 、100ns/div 可以通过改变信号采样的速率来实现，由于频率范围为10Hz ～10MHz ，且要求每格有20点以上，因此信号采样的速率要高于1MHz 才能够满足要求，而A/D 采样速率要保证在1MHz 以内，故需要选择实时采样与等效采样；三档垂直灵敏度1V/div 、0.1V/div 、2mV/div 可以通过程控放大来实现。
具体方案的选择如下： 1、触发电平的调节方式选择方案一：数字调节方式。
该方式主要通过软件来实现，即通过按键来调节触发电平的大小。
该方案不需要外围电路，实现简单，但操作不直观，且触发电平只能离散变化。
方案二：模拟调节方式。
使用可调电位器调节某点电压，并用ADC 采样量化到控制部分，依次作为触发电平调节的基准电平。
数字示波器基础原理资料
探头
探头是在一个测试点或信号源和一台示波器之间 做的物理及电路的连接，探头对于被测回路，必 须有最小的影响，同时对想要测量地信号应保证 足够的保真度。
探头分类
无源电压探头
无源探头由电线和接头组成，并且， 当需要补偿或衰减时，还有电阻器与 电容器。探头没有有源的部件-晶体管 或放大器，并且不需供电源给探头。 常用无源探头的最大测量的电压大约 在400～500 伏特附近(直流+ 交流峰 值)。
探头分类
高压探头 我们可以定义高压为：任一超过典型通用的X 10 无源探头安全使用 的电压。 另一方面，高压探头能测量的电压最大高达 20，000 伏特。 如图：20kV直流电，40KV脉冲，带宽75兆HZ
探头分类
电流探头 电流通过导线引起导线周围电磁场的形成。电流探头感应这一场的强 度， 并且转换为电压信号由示波器测量
、
示波器带宽
数字示波器带宽也称为模拟带宽，指示波器前端输入放大器的带宽， 相当于一个低通滤波。定义为在幅频特性曲线中，随正弦波频率的增 加，信号的幅度下降到％)，此时的频率点称为示波器的带宽。
V
0dB(100%) -3dB(70.7%)
仪器带宽
f
幅频特性曲线
带宽对波形的影响
如果要对波形进行准确测量应该让示波器的带宽大于波形的主要谐波 分量。因此对于正弦波可以要求示波器的带宽大于波形的频率，但是 对应非正弦波则要求示波器的带宽大于波形的最大主要谐波频率。
触发 电路
扫描 电路
水平轴 放大器
显示器
数字存储示波器
始于80年代初期。采用现代的A/D技术和计算机技术实现 的示波器，是示波器工业的一次革命，是当今示波器的 主流。
•数字示波器的优点：
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数字示波器（C题）
【本科组】
一、任务
设计并制作一台具有实时采样方式和等效采样方式的数字示波器，示意图如图1所示。
图1 数字示波器示意图
二、要求
1．基本要求
（1）被测周期信号的频率范围为10Hz～10MHz，仪器输入阻抗为1MΩ，显示屏的刻度为8 div×10div，垂直分辨率为8bits，水平显示分辨率≥20点/ div。
（2）垂直灵敏度要求含1V/div、0.1V/div两档。
电压测量误差≤5%。
（3）实时采样速率≤1MSa/s，等效采样速率≥200MSa/s；扫描速度要求含20ms/div、2μs /div、100 ns/div三档，波形周期测量误差≤5%。
（4）仪器的触发电路采用内触发方式，要求上升沿触发，触发电平可调。
（5）被测信号的显示波形应无明显失真。
2．发挥部分
（1）提高仪器垂直灵敏度，要求增加2mV/div档，其电压测量误差≤5%，输入短路时的输出噪声峰-峰值小于2mV。
（2）增加存储/调出功能，即按动一次“存储”键，仪器即可存储当前波形，并能在需要时调出存储的波形予以显示。
（3）增加单次触发功能，即按动一次“单次触发”键，仪器能对满足触发条件的信号进行一次采集与存储（被测信号的频率范围限定为10Hz～50kHz）。
（4）能提供频率为100kHz的方波校准信号，要求幅度值为0.3V±5%（负载电阻≥1 MΩ时），频率误差≤5%。
（5）其他。
三、说明
1．A/D转换器最高采样速率限定为1MSa/s，并要求设计独立的取样保持电路。
为了方便检测，要求在A/D转换器和取样保持电路之间设置测试端子TP。
2．显示部分可采用通用示波器，也可采用液晶显示器。
3．等效采样的概念可参考蒋焕文等编著的《电子测量》一书中取样示波器的内容，或陈尚松等编著的《电子测量与仪器》等相关资料。
4．设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。
完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果可用附件给出。
四、评分标准。