2013大学生电子设计大赛简易频率特性测试仪(E题)

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简易频率特性测试仪电子竞赛

简易频率特性测试仪（E题）一、系统方案本系统主要由正交扫频信号源模块（DDS）、被测网络模块、乘法器模块、低通模块、显示模块、电源模块组成，最终通过液晶显示出幅频和相频曲线。

1.1 正交扫频信号源模块的论证与选择方案一：使用FPGA编程，运用DDS原理产生系统所需波形信号源。

此法成本低廉，但其性能受晶振频率精度限制较大，外部对应处理电路较为复杂。

方案二：采用锁相环（PLL）频率合成信号源,PLL频率合成器的输出频率可以按需要步进地变化，锁定后，其输出频率可以达到与参考频率同量级的频率精度和稳定度。

但其电路连接较为复杂，频率调整麻烦。

方案三：使用集成DDS芯片AD9854模块实现扫频波形发生，操作简单，频率精度与范围都可达到较高，波形稳定度高。

综合以上三种方案，选择方案三。

1.2 控制系统的论证与选择方案一：选用一片CPLD（如EPM7128LC84-15）作为系统的核心部件，实现控制与处理的功能。

CPLD具有速度快、编程容易、资源丰富、开发周期短等优点，可利用VHDL语言进行编写开发。

但CPLD在控制上较单片机有较大的劣势。

同时，CPLD的处理速度非常快，那么对系统处理信息的要求也就不会太高，在这一点上，MCU就已经可以胜任了。

方案二：采用MSP430F249单片机作为主控制器。

MSP430F249是一个超低功耗，和其他F14x系列单片机相比较具有运算速度快，抗干扰能力强，内部自带ADC12模数转换模块，有6组I/O口，降低了系统软件设计的难度，电路设计简单、价格低廉。

综合以上三种方案，选择方案三。

二、系统理论分析与计算2.1 正交扫频信号源的分析正交扫频信号源主要是由AD9854芯片构成的，AD9854数字合成器是高集成度的器件，它采用先进的DDS技术，片内整合了两路高速、高性能正交D/A转换器通过数字化编程可以输出I 、Q 两路合成信号。

在高稳定度时钟的驱动下，AD9854将产生一高稳定的频率、相位、幅度可编程的正弦和余弦信号，作为本振用于通信，雷达等方面。

2013年全国大学生电子设计竞赛综合测评题目

2013年全国大学生电子设计竞赛综合测评题目第一篇：2013年全国大学生电子设计竞赛综合测评题目2013年全国大学生电子设计竞赛综合测评题目用线路板上提供的555芯片和四运放324芯片，设计制作一个频率可变的同时输出脉冲波、锯齿波、正弦波1，正弦波2的波形产生电路。

给出方案设计，详细电路图和现场实测波形。

要求：1：四通道同时输出，每通道输出脉冲波形，锯齿波，正弦波1，正弦波2的一种波形，每通道输出的负载电阻均为600欧姆；2.四种波形的频率关系为1:1:1:3（3次谐波）；脉冲、锯齿、正弦波1输出频率为8KHz~10KHz,输出电压幅度峰峰值为1V；正弦波2输出频率范围24KHz~30KHz，输出电压峰峰值为9V。

输出波形无明显失真。

频率误差不大于10%，通带内输出电压幅度峰峰值误差不大于5%。

脉冲波占空比可调。

3.电源只能选用+10V单电源。

4.每通道输出的负载电阻600欧姆应标示清楚。

5.预留测试端子。

第二篇：全国大学生电子设计竞赛全国大学生电子设计竞赛全国大学生电子设计竞赛是教育部倡导的大学生学科竞赛之一，是面向大学生的群众性科技活动，目的在于推动高等学校促进信息与电子类学科课程体系和课程内容的改革，有助于高等学校实施素质教育，培养大学生的实践创新意识与基本能力、团队协作的人文精神和理论联系实际的学风；有助于学生工程实践素质的培养、提高学生针对实际问题进行电子设计制作的能力；有助于吸引、鼓励广大青年学生踊跃参加课外科技活动，为优秀人才的脱颖而出创造条件。

全国大学生电子设计竞赛的特点是与高等学校相关专业的课程体系和课程内容改革密切结合，以推动其课程教学、教学改革和实验室建设工作。

竞赛的特色是与理论联系实际学风建设紧密结合，竞赛内容既有理论设计，又有实际制作，以全面检验和加强参赛学生的理论基础和实践创新能力。

全国大学生电子设计竞赛每逢单数年的9月份举办，赛期四天（具体日期届时通知）。

在双数的非竞赛年份，根据实际需要由全国竞赛组委会和有关赛区组织开展全国的专题性竞赛，同时积极鼓励各赛区和学校根据自身条件适时组织开展赛区和学校一级的大学生电子设计竞赛。

2013年全国大学生电子设计大赛(L题)杨

2013年全国大学生电子设计大赛(L题)杨摘要本设计为直流稳压电源及漏电保护装置，系统主要由MSP430-149单片机、升压电路、直流稳压电路、LCD显示电路及漏电保护装置四部分组成。

电路系统设计中以硬件电路为主体，实现了整机系统设计，达到设计任务书要求。

在电路中以电感升压后提供给稳压电路，使输出电压稳定为5V、电流恒定为1A；通过取样电阻对输出电压、电流采样后送入单片机进行A/D转换与计算，将输出功率在1062液晶进行实时显示输出功率；通过取样电阻的来比较电压，使关断元件继电器动作，从而达到漏电保护的目的。

本直流稳压电源及漏电保护装置具有电路结构简单、稳定度好、指标精度高等优点。

关键词：升压；稳压；MSP430单片机；继电器目录1系统方案 (1)1.1直流稳压电源方案论证与选择 (1)1.2升压电路方案论证与选择 (2)1.3电流取样及放大电路方案论证与选择 (4)1.4显示模块方案论证与选择 (5)1.5漏电保护装置实现方案论证与选择 (5)1.6 单片机系统方案论证与选择 (6)2系统理论分析与计算 (6)2.1直流稳压电源电路分析及设计 (6)2.2 漏电保护装置电路分析及设计 (8)2.3电路与程序设计 (9)3程序的设计 (13)3.1程序功能描述与设计思路 (13)3.2程序流程图 (13)4测试方案与测试结果 (14)4.1测试方案 (14)4.2 测试条件与仪器 (14)4.3 测试方法及结论 (15)总结 (16)附录：总电路原理图 (18)1系统方案设计并制作一台线性直流稳压电源和一个漏电保护装置，电路连接如图所示。

图中RL为负载电阻、R为漏电电流调整电阻、A为漏电流显示电流表、S为转换开关、K 为漏电保护电路复位按钮图1 直流稳压电源及漏电保护装置根据设计任务的要求，按图1所示系统结构，直流稳压电源及漏电保护装置主要由直流稳压电源、漏电保护装置、单片机系统控制及显示电路等几部分组成，为突出设计思路，这里分模块、分单元进行方案设计论述。

大连交通大学2013年校级及以上大学生科技创新竞赛获奖情况汇总表

附件：大连交通大学2013年校级以上大学生科技创新竞赛获奖情况汇总表竞赛成绩指导教师参赛学生作品名称第十三届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛三等奖陈少华、曾洁沈巍、张武警、唐琳、乔梅昌商用厨房油烟净化与余热利用系统第十一届“挑战杯”辽宁省大学生课外学术科技作品竞赛特等奖陈少华、曾洁沈巍、张武警、唐琳、乔梅昌商用厨房油烟净化与余热利用系统一等奖吕斌、费继友于建方、杨龙飞、项阳、赵荣彪、皮姣姣、倪成业、栾诗宇、曲晓伟矿井轨道定点阻拦器一等奖葛宰林赵俊奇、庞德辰、李昱思、马开浪、谢嘉茹、李思达、武琦、张希良直线式永磁海浪发电装置二等奖葛宰林、李永华文怀宇、刘启超、王瑞东、张海、潘野、徐庆昊、何强、李基鹏分级冷却抑制轴承高温锻件网状碳化物生成工艺设备二等奖吕斌、刘晓雪李冰、樊晓伟、夏常玖、贾长风、王灵荷、何倩茜、林帅新型钢丝绳弯曲疲劳试验机二等奖陈少华、曾洁高星宇、查格其、吴运幸、侯一鸣、付安磷酸铁锂电池检测与管理系统二等奖吕斌、雷蕾姜新禹、张震宇、钟宏远、孙崇文、关杰元、姜彤、王子安、国雷基于NRF无线通信的云端智能节电系统设计二等奖司伟王迪、窦志刚、马祖国、李珊、朱建辉、齐昌鑫废弃玻璃粉低温烧结制备玻璃陶瓷二等奖张锐、王武生刘子麟、杨鹏飞、尹建、王梦莹、周乐安大连地铁特殊部位防水做法及技术研究二等奖陈少华、曾洁吕锦、张琪、汪康康、陈硕面向老年人的新型智能控制药箱二等奖吕斌、张迎辉杨帆、柳松杨、姜彦辰、王腾、陈宁小型饮用水软化水处理装备三等奖吕斌、张生芳冯波、侯志如、张新朋、杨毅、张平、杨文娇、季蒙模块化教学机器人三等奖左忠义汪磊、孙键、孙海燕、邰淳亮、傅军豪公交车辆行程时间预测方法与应用研究三等奖李永华王瀚、王显亮、王洋、郑重、陈石杰、周庆、周成旭、王志强“小菜一碟”全自动智能烹饪机三等奖陈少华、曾洁徐克、齐迪、尹琨、张扬、李哲、伍国凌基于基站无线中继模式的区域专网车辆追踪监控系统三等奖陈少华、曾洁韩敬康、李岳枫、杜恒良、康君妍宿舍火灾监视与疏散一体化消防系统第九届全国周培源大学生力学竞赛（辽宁赛区）二等奖张雪珊王卿三等奖张雪珊王录录第五届全国大学生数学竞赛预赛（辽宁赛区）一等奖戴晓鸣、王丽媛何克胜、庞艳涛二等奖皇甫明、李宁、林美艳、孙日明、张玉丽、顾颖、梁波朱治文、刘江伟、贺彬、王豪豪、党海舟、张健、梁腾飞三等奖徐志敏、孙晓英、李秀梅、王丽敏、张月、王岩、徐天博、汪颖、汪军、高静华、张书莲刁锋、姚丹阳、刘丰、周益、潘梦然、汪财雄、陈桐、孟飞、胡江祺、梁赛、金仕亚第五届辽宁省大学生数学竞赛一等奖戴晓鸣、王丽媛、皇甫明、李宁、林美艳、孙日明、张玉丽、顾颖、梁波、徐志敏、孙晓英、李秀梅、王丽敏、张月、王岩、徐天博、汪颖、汪军、高静华、张书莲何克胜、庞艳涛、朱治文、刘江伟、贺彬、王豪豪、党海舟、张健、梁腾飞、刁锋、姚丹阳、刘丰、周益、潘梦然、汪财雄、陈桐、孟飞、胡江祺、梁赛、金仕亚二等奖于慧徐峰三等奖王海燕、李佳宁、张振宇臧振君、马杰、夏飞大连市第二十二届大学生数学竞赛一等奖戴晓鸣、高静华、顾颖、皇甫明、金丽、李佳宁、李宁、李秀梅、梁波、林美艳、刘勇、孙日明、孙晓英、汪军、汪颖、王海燕、王丽敏、王丽媛、王岩、徐天博、徐志敏、于慧、张书莲、张玉丽、张月、张振宇、周大勇庞艳涛、姚丹阳、梁腾飞、董杰、朱治文、金仕亚、刘丰、胡江祺、汪财雄、王坚、贺彬、繤丹东、张向东、马杰、徐峰、将万博、靳叔凯、梁赛、张健、刁锋、管振强、孟飞、党海舟、周益、王树春、杨燚、孟迪二等奖白凤兰、毕卫星、蔡敏、戴晓鸣、丁立佳、高静华、顾颖、郭大为、皇甫明、金丽、李佳宁李宁、李秀梅、李焱淼、李雁南、梁波、林美艳、刘勇、宋爱民、孙日明、孙晓英、万维明、汪军、汪颖、王国灿、王海燕、王丽敏、王丽媛、王晓元、王岩、徐天博、徐志敏、于慧、张继红、张书莲、张玉丽、张月、张振宇司安然、田成志、李文海、李朋、王德名、李强、孙伟莎、马睿泽、卢军、李修雷、兰锋、邓义仁、隆宏斌、李亮、王鑫、张如一、王佳辉、胡珂、陈桐、孙江南、周威、殷佳鹏、尹太国、毛竞争、王玉龙、李芝华、李文浩、吴启龙、胡浩、张翔博、陈志伟、吕小明、刘宁春、孟陈祥、叶安东、张聪、蒋凯雄、侯振兴、孙渤、胡江奎、何江涛、汤泽惠、孙学涛、顾自豪、周密、冯文敏、蒋敏、邵乾宇、张啸男、夏中羽、李嘉曦、汪朝辉、柳驰航、臧晓雅、霍梦梦、孙向阳、赵政、郝靖伟、刘雨涵、王文龙、孙艳阳、张雅霖、宁旭阳、刘晓林。

2013年春季西南交通大学大学生电子设计竞赛题目

2013年春季西南交通大学大学生电子设计竞赛题目简易相位测量仪设计并制作一个简易相位测量仪，具体要求如下：1．基本要求（1）产生两路正弦波信号（负载为600Ω）①信号频率可预置：40Hz～1kHz范围内步进可调，步长5Hz；②频率稳定度：优于10-3；③输出波形无明显失真；④输出电压峰峰值V pp可预置：2V～5V范围内可调，步长1V；⑤两路正弦波信号相位差可预置: 0～90°范围内步进可调, 步长5°。

（2）测量两路正弦波信号①测量仪输入阻抗≥100k；②测量输入正弦波信号频率，相对误差≤1%；③在输入正弦波电压峰峰值Vpp变化范围2V～5V、频率40Hz～1kHz条件下，测量两路正弦波信号相位差，绝对误差≤5°。

（3）数字显示预置的正弦波频率、相位差值，完成实测频率、相位差的4位数字显示。

（4）用产生的两路正弦波信号校验相位测量仪，自选正弦波的几个频点、相位差值和不同幅值进行校验。

2、提高部分（1）产生两路正弦波信号①信号频率：10Hz～20kHz，输出频率范围尽可能宽，步长尽可能小；②输出电压峰峰值V pp：100mV～10V，输出电压范围尽可能宽，步长尽可能小；③两路正弦波信号相位差: 0～180°，输出范围尽可能宽，步长尽可能小。

（2）测量两路正弦波信号①测量输入正弦波信号频率，测量误差尽可能小；②在输入正弦波电压峰峰值Vpp变化范围100mV～10 V、频率10Hz～20kHz 条件下，测量两路正弦波信号相位差，绝对误差≤1°，测量误差尽可能小；（3）其它,如：测量正弦波信号峰峰值。

3.报告作品报告应包含：摘要、理论分析，方案比较（不得从他人文献中截图），软件硬件设计，参数计算，测试记录（应按实测结果如实填写，不得编造），测试结果分析，测试仪器。

报告占总分，请注意完整但不冗余（限6000字以内）。

4.说明（1）用TI 公司提供的MSP430 LauchPad单片机学习板实现者给予加分；（2）参加最终测评的作品，要求完成硬件制作、调试。

2013电子竞赛简易频率测试仪

2013电子竞赛简易频率测试仪————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：简易频率特性测试仪（E题）摘要：该简易频率特性测试仪采用STM32F103ZET6核心板，主要由自制正交扫描信号源、RLC被测网络、乘法器、低通滤波等功能模块组成；测试数据包含信号的幅频特性及相频特性，于彩屏TFT上显示。

本系统利用高速DDS（AD9854）模块实现信号发生电路，能输出双端口的正交信号，并可控制设置其幅值与频率。

被测网络采用RLC串联谐振电路，达到要求的网络通带中心频率。

将DDS产生的正交信号和被测网络信号通过乘法器AD835模块，经LTC1564低通滤波，利用单片机上的片上AD进行采样，最终在彩屏上显示输出，完成对信号的幅频和相频的简单测试。

关键词： STM32；DDS；乘法器；滤波；TFTAbstract: The simple frequency tester is based on high-performance STM32F103ZET6 controller, and it mainly consists of self-maid signal generator, RLC network, multipliers, low-pass filter and other function blocks. The test data contains amplitude-frequency characteristics and phase-frequency characteristics, and will be displayed on TFT. The system uses high-speed DDS (AD9854) block as signal circuit, generating the dual-port quadrature signals, whose amplitude and frequency can be controlled and set. The test network is made of RLC circuit, which is able to achieve the standardized center frequency. The quadrature signals generated by DDS and the signals under test pass through the multiplier AD835 and the LTC1564 low-pass filter, and will be sampled by the 12-bit on-chip ADC. The final output is displayed on the TFT to complete the test of amplitude-frequency and phase-frequency.Keyword: STM32; DDS; multiplier; filter; TFT3一、方案选择与论证 (3)1.1 正交扫频信号源的设计与选择 (3)1.2 乘法器模块的设计与选择 (3)1.3 低通滤波器的设计与选择 (3)1.4 ADC 模块的设计与选择 (3)1.5 被测网络的设计与选择 (4)二、电路设计 (4)2.1 正交扫描信号源设计电路 (4)2.2 模拟乘法器设计电路 (4)2.3 低通滤波器设计电路 (4)2.4 末级电压抬升设计电路 (5)三、系统设计 (5)3.1 方案总体设计描述 (5)3.2 理论分析与计算 (6)3.2.1 正交扫描信号发生器的设计 (6)3.2.2 低通滤波器的设计 (6)3.2.3 RLC 被测网络的设计 (6)3.2.4 特性曲线显示 (7)四、软件设计 (7)五、系统测试 (8)5.1 测试方法 (8)5.2 测试工具 (8)5.3 各模块测试过程 (8)5.3.1 扫频信号发生器的测试 (8)5.3.2 乘法器模块的测试 (9)5.3.3 输入输出阻抗的测试 (9)5.3.4 RLC 被测网络的测试 (9)六、结论 (10)参考文献 (10)附录 (10)附录一：元件清单 (10)4附录二：AD9854扫描信号发生器设计电路 (11)附录三：系统总体设计电路 (11)附录四：主要程序清单 (12)一、方案选择与论证1.1 正交扫频信号源的设计与选择方案一：采用程控锁相环频率合成方案。

2013年滨州学院大学生电子设计竞赛赛题

2013年滨州学院大学生电子设计竞赛赛题A题 LED线阵显示屏设计一、任务：利用视觉暂留特性设计并制作一个基于13点线阵LED模块的显示屏，其系统结构如图1所示。

在控制器的管理下，由13个LED组成的LED线阵模块绕中心轴旋转，如图1所示；13个LED按照一定规律闪烁，显示一个“工”字，其显示规律如图2所示（其中，黑色表示灯亮，白色表示灯暗，实际上是对汉字进行了扫描）。

图1 LED点阵书写显示屏总体结构示意图图2 显示工字时LED的亮暗规律示意图二、要求：1．要求电机转速可调，通过调整电机速度，显示一个“工”字；2．LED线阵显示屏显示“电子”两个字；3．LED线阵显示屏显示字母“I”，并不断进行旋转；4．LED线阵显示屏首先显示“电”字，然后逐行改变，逐渐变为“子”字；5．LED线阵显示屏模仿交通绿色交通灯中的小人走路，缓慢按小人方向前行。

2013年滨州学院大学生电子设计竞赛赛题B题公交车载人数统计系统一、任务设计并制作一个车载人数统计系统。

二、要求1．人数采集统计功能公交车在各个停靠站点上下车的人数都能精确无误地被系统记录；2．数据存储功能每个公交车停靠站点以及该站点的客流量为一对一记录保存，以便公交公司工作人员分析各站点的客流量，合理的制定相应的运营计划；3．数据传输功能车载人数统计系统可以将各个公交停靠站点的客流量数据通过有线或者无线方式传输给计算机；4．要求采用低功耗的430单片机。

激情创造精彩无限Dareto Create ＆EnjoyC题激光枪自动射击装置一、任务设计一个能够控制激光枪击发、自动报靶及自动瞄准等功能的电子系统。

该系统由激光枪及瞄准机构、胸环靶、弹着点检测电路组成，其结构见图1。

图1 简易自动报靶装置示意图二、要求1．用激光笔改装激光枪，激光枪可受电路控制发射激光束，激光束照射于胸环靶上弹着点的光斑直径＜5mm；激光枪与胸环靶间距离为3m。

2．激光枪固定在一机构上，可通过键盘控制激光枪的弹着点（用键盘设置激光束在靶纸上上下、左右移动一定距离）。

2013年E题简易频率特性测试仪获奖报告(国一).

简易频率特性测试仪（E题）摘要本系统是基于零中频正交解调原理的简易频率特性测试仪，用于检测被测网络的幅频特性和相频特性。

该系统主要包括DDS集成模块，RLC串联谐振电路，乘法器电路，低通滤波器，同相放大器和测量显示模块，其中RLC串联谐振电路作为被测网络。

本系统以DDS集成模块为核心，将其产生的正交扫频信号通过被测网络后，经乘法器得到高频信号；这两个信号经过低通滤波、同相放大后得到符合要求的I、Q直流分量；最后通过单片机进行ADC采样、数据处理和液晶显示，得到被测网络的幅频特性和相频特性。

本系统在算法上的创新之处是，在测量之初，采用短接被测网络即内测校准的方法减小了系统误差。

经最终测试，本系统能很好地完成被测网络的频率特性测试。

1 系统方案1.1 方案比较与选择1.1.1扫频信号源方案一：采用锁相环间接频率合成方案。

锁相环频率合成在一定程度上解决了既要求频率稳定精确、又要求频率在较大范围可调的矛盾。

但输出频率易受可变频率范围的影响，输出频率相对较窄，不能满足题目1MHz-40MHz的高频要求。

方案二：采用直接数字频率合成（DDS）方案。

DDS技术具有输出频率相对较宽，频率转换时间短，频率分辨率高，全数字化结构便于集成，以及相关波形参数（频率、相位、幅度）均可实现程控的优点。

采用集成芯片AD9854或FPGA可实现题目对扫频信号源的要求。

因此选用方案二。

1.1.2控制平台方案一：采用FPGA或CPLD进行控制。

利用FPGA可以方便地实现DDS信号源，但在液晶屏上显示幅频特性曲线和相频特性曲线较为困难，且FPGA成本较高。

方案二：采用C8051F020单片机进行控制。

C8051F020与8051兼容，速度可达25MIPS；它内部有两路ADC，速度分别为100ksps（12位）和500ksps（8位）；它具有4352字节内部数据RAM，64K字节的FLASH存储器，支持在线编程。

若选用C8051F020作为扫频仪的控制单元，用其实现产生扫频信号、进行数据采集、处理以及波形显示的功能，能够满足题目要求，且其性价比高。

20132013年全国大学生电子设计大赛

D、射频宽带放大器
一、任务设计并制作一个射频宽带放大器。二、要求 1．基本要求（1）电压增益Av ≥20dB，输入电压有效值Ui ≤20mV。Av在0～ 20dB范围内可调。（2）最大输出正弦波电压有效值Uo≥200mV，输出信号波形无明显失真。（3）放大器BW-3dB的下限频率fL ≤0.3MHz，上限频率fH≥20MHz，并要求在1MHz～15MHz频带内增益起伏≤1dB。（4）放大器的输入阻抗 = 50，输出阻抗 = 50 。
三.说明 1.必须使用普通的单面覆铜板。 a.不得更换其它高电阻率的材料。 b.不得对铜箔表面进行改变电阻率的特殊镀层处理。 c.覆铜板表面的刻度自行绘制。 d.测试时以该刻度为准。 e.考虑到绘制刻度的油墨可能是绝缘的，此处不要求表笔接触刻度线条时也能具有正确感应能力。 2.覆铜板到电路的连接应满足以下条件 a.只有铜箔四角可连接到电路，除此之外不应有其它连接点（表笔触点除外）。 b.不得使用摄像头、磁感应等额外传感装置。 3.表笔可选用一般的散装万用表表笔。 4.电源供电必须为单12V供电，系统功耗以电流表显示为准。
F、简易红外光通信
要求设计并制作一个红外光通信装置。用红外发光管和红外光接收模块作为收发器件，用来定向传输语音信号，传输距离为2m，接收的声音应无明显失真。增加一路数字信道，实时传输发射端环境温度，并能在接收端显示。语音信号和数字信号能同时传输。设计并制作一个红外光通信中继转发节点，以改变通信方向90°，延长通信距离2 m，尽量减小中继转发节点供电电流。
表笔
15x10cm覆铜板 B (12x8cm) A (6x4cm)
X刻度
LCD
电流表
电路
12V电源
Y刻度
二.要求基本要求： 1.指示功能: 表笔接触铜箔表面时电路接触应能给出明确指示。 10分 2.坐标定位功能: 覆铜板表面自行绘制纵横坐标以及 6x4cm（高精度区A）和12x8cm（一般精度区B）两个虚线框。显示表笔接触覆铜板的触点坐标值。坐标值以预先绘制在铜箔表面的刻度为准。(共40分) 能显示左右位置; 10分能显示四象限; 10分能进行必要的坐标变换,显示坐标值;(可用列表法进行坐标变换) 10分坐标精度达10mm; (误差大于10％扣5分,大于20％不给分) 10分扩展部分： 1.进一步提高坐标精度: 精量每提高2mm给5分,范围为区域A。(误差大于20 ％不给计分) 10分

2013年全国大学生电子设计竞赛简易频率特性测试仪E题优秀论文

1 ；0 =2 f 0 （其中 f 0 0 C
已知，为中心频率 20 Hz ）电路中的 LC 容易选择从而达到中心频率 20 Hz 的时候起振，但是对于 Q 值的理论计算应为 Q=
0 L 1 1 L 由于 R 取值为 0；Q 值应为；理论上没有办法 = =
低通滤波器的论证与选择
1 ;查表知，归一化后的 R=1；C=L=1.4142；由于理论的信号输出的是 R C S 3RCS+1
2 2 2
方案一：采用巴特沃斯二阶无源低通滤波器，该低通滤波器的传递函数为
直流量，而无源滤波器是在频率较高的时候选用才具有一定的优势的。故不考虑此方案。方案二：由于理论的信号输出的是直流量，因此选用简单的 RC 低通滤波器，即可达到滤波的作用，低通滤波器电路如下图 1-4 所示：
图1-3晶体管混频电路图晶体管混频电路具有增益高，噪声低，设计简单的优点，但是混频失真大，本振严重泄漏，因此采用该电路不是很好。方案二：如果采用集成的乘法器芯片，那么对于宽带精密模拟乘法器 MPY634 具有宽频带、高精度、四象限模拟乘法器，带宽 10MHz，在四象限范围内精度可达±0.5%，能够完成混频、倍频、调制、解调等各种电路的设计，但是由于题目的信号源频率范围为 1MHz 40MHz，而两路频率范围为 1MHz 40MHz 的倍频之后得到 2MHz 80MHz 的高频信号和直流分量。很明显，当混频后的频率大于 10MHz 时，MPY634 已经无法胜任了。因此使用乘法器 MPY634 去设计该混频电路是不可取的。方案三：采用 ADI 公司的 AD835 乘法器，AD835 是个完备的 4 象限电压输出模拟放大器，有用输出为 250Mhz 的 3db 带宽（小信号上升时间为 1ns）。满量程（−1 V 至+1 V）上升至下降时间为 2.5 ns，0.1%建立时间通常为 20 ns,很明显，乘法器 MPY634 无法完成的工作， AD835 完全可以解决， AD835 具有的优势还不止这些，对于混频电路的设计也十分简单，只要尽量保证外围电路少，不对它干扰即可。方案的对比：方案一混频失真大，本振严重泄漏，故不采取此方案；方案二无法满足混频后2MHz 80MHz 的输出，故不采取此方案；方案三比较可靠，各项指标都可以达到，综合考虑采用方案三。

全国一等奖全国大学生电子设计竞赛E题简易数字信传输性能分析仪李博修订稿

全国一等奖全国大学生电子设计竞赛E题简易数字信传输性能分析仪李博公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]简易数字信号传输性能分析仪（E题）国防科技大学作者：李博，李安冬，赵本东赛前辅导教师：×××文稿整理辅导教师：×××摘要：本系统提出基于双FPGA的简易数字信号传输性能分析仪。

利用前级FPGA产生程控数字信号和高频伪随机噪声，经过继电器切换带宽及增益可变的滤波器模拟的传输信道，和由π型衰减网络、AD603程控放大实现的AGC网络，最终送入后级FPGA提取同步时钟信号，并在TFT液晶屏上显示眼图。

整个系统经过严格测试，各项指标合格。

关键字：数字信号分析仪滤波器 FPGA TFT液晶屏眼图Abstract: The?system put forward a kind of simple digital signal transmission performance analyzer based ontwo-FPGAcombination. The pre-programmed digital?signal andhigh-frequencynoise are generated by the first FPGA. Going through the analog?transmission channel simulated bythe filter of Variable-gain?bandwidth, and the AGC network with π-type network and AD603 programmable Amplifier, the signal is send to another FPGA for synchronous clock extraction. Signaleye diagramare displayed onthe TFT-LCD?screen. The entiresystem had been through rigorous testing, and all the indicators are q u a l i f i e d.Keys: digital signal analyzer, filter, FPGA, TFT-LCD, Eye diagram.1系统方案本系统主要由数字信号和伪随机信号发生模块、低通滤波器模块、数字信号分析模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。

2013电子设计竞赛备选题(南航)

南京航空航天大学电子设计竞赛题参赛说明1. 赛题分为：初级组(一、二年级)和高级组(三、四年级)两大类。

2. 一、二年级学生独立组队可单独按初级组评奖，制作部分主要考察基本要求，也可参加高级组。

3. 三、四年级学生的组队参赛，按一般评奖（高级组）基本要求、提高部分一起评分。

不可参加初级组评奖。

4. 如果参赛队伍中有高年级和低年级学生混合组队的情况，则按高年级学生参赛（即高级组）处理。

程控音频OCL功率放大器(A题)(高级组)一、任务设计并制作一个功率可程控的、有输出功率显示的OCL音频功率放大器，其结构框图如下图所示。

输入信号二、要求1、基本要求用分立元件（指后级OCL功率放大部分）制作，供电电源为（测试时仅提供电源），输入信号电压幅度为，测试电阻用8欧纯阻负载，放大器应满足：（1）失真度时输出功率；（2）频率响应为；（3）在输入端交流短路接地，输出端交流信号≤20mVpp；（4）在信号源的幅度和频率固定为某一值时，可以设置输出功率，并实时测量、显示输出功率。

2、发挥部分（1）在信号源的幅度和频率固定为某一值时，显示的输出功率与设定功率的相对误差；（2）频率响应为；（3）失真度时输出功率；（4）其它三、评分标准要求项目满分基本要求设计总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电路图及相关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析20完成第（1）项20完成第（2）项20完成第（3）项20完成第（4）项20发挥部分完成第（1）项15完成第（2）项15完成第（3）项10其它10总计120射频宽带放大器(B题)(高级组)一、任务用指定的2片OPA2695，设计并制作一个射频宽带放大器。

二、要求1．基本要求（1）电压增益Av ≥20dB，输入电压有效值Ui ≤20mV。

Av在0～20dB范围内可调。

（2）最大输出正弦波电压有效值Uo≥200mV，输出信号波形无明显失真。

（3）放大器BW-3dB的下限频率fL ≤0.3MHz，上限频率fH≥20MHz，并要求在1MHz～15MHz 频带内增益起伏≤1dB。

2013全国大学生电子设计大赛题目(本科组)

2013年全国大学生电子设计竞赛试题参赛注意事项（1）9月4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。

单相AC-DC变换电路（A题）【本科组】一、任务设计并制作如图1所示的单相AC-DC变换电路。

输出直流电压稳定在36V，输出电流额定值为2A。

L图1 单相AC-DC变换电路原理框图二、要求1. 基本要求（1）在输入交流电压U s=24V、输出直流电流I o=2A条件下，使输出直流电压U o=36V±0.1V。

（2）当U s=24V，I o在0.2A～2.0A范围内变化时，负载调整率S I ≤ 0.5%。

（3）当I o=2A，U s在20V～30V范围内变化时，电压调整率S U≤ 0.5%。

（4）设计并制作功率因数测量电路，实现AC-DC变换电路输入侧功率因数的测量，测量误差绝对值不大于0.03。

（5）具有输出过流保护功能，动作电流为2.5A±0.2A。

2. 发挥部分（1）实现功率因数校正，在U s =24V ，I o =2A ，U o =36V 条件下，使AC-DC 变换电路交流输入侧功率因数不低于0.98。

（2）在U s =24V ，I o =2A ，U o =36V 条件下，使AC-DC 变换电路效率不低于95%。

（3）能够根据设定自动调整功率因数，功率因数调整范围不小于0.80~1.00，稳态误差绝对值不大于0.03。

2013年电子大赛获奖名单

附录1
2013年全国大学生电子设计竞赛山西赛区国家奖获奖名单
本届大赛题目：
A题：单相AC-DC变换电路（本科组）
B题：四旋翼自主飞行器（本科组）
C题：简易旋转倒立摆及控制装置（本科组）
D题：射频宽带放大器（本科组）
E题：简易频率特性测试仪（本科组）
F题：红外光通信装置（本科组）
G题：手写绘图板（本科组）
J题：电磁控制运动装置（专科组）
K题：简易照明线路探测仪（专科组）
L题：直流稳压电源及漏电保护装置（专科组）
附录2
2013年全国大学生电子设计竞赛山西赛区参赛队获奖情况
（本科组）
附录3
2013年全国大学生电子设计竞赛山西赛区参赛队获奖情况
（高职高专组）。

2013电子竞赛简易频率测试仪

简易频率特性测试仪（E题）摘要：该简易频率特性测试仪采用STM32F103ZET6核心板，主要由自制正交扫描信号源、RLC被测网络、乘法器、低通滤波等功能模块组成；测试数据包含信号的幅频特性及相频特性，于彩屏TFT上显示。

本系统利用高速DDS（AD9854）模块实现信号发生电路，能输出双端口的正交信号，并可控制设置其幅值与频率。

被测网络采用RLC串联谐振电路，达到要求的网络通带中心频率。

关键词： STM32；DDS；乘法器；滤波；TFTAbstract: The simple frequency tester is based on high-performance STM32F103ZET6 controller, and it mainly consists of self-maid signal generator, RLC network, multipliers, low-pass filter and other function blocks. The test data contains amplitude-frequency characteristics and phase-frequency characteristics, and will be displayed on TFT. The system uses high-speed DDS (AD9854) block as signal circuit, generating the dual-port quadrature signals, whose amplitude and frequency can be controlled and set. The test network is made of RLC circuit, which is able to achieve the standardized center frequency. The quadrature signals generated by DDS and the signals under test pass through the multiplier AD835 and the LTC1564 low-pass filter, and will be sampled by the 12-bit on-chip ADC. The final output is displayed on the TFT to complete the test of amplitude-frequency and phase-frequency.Keyword: STM32; DDS; multiplier; filter; TFT一、方案选择与论证 (3)1.1 正交扫频信号源的设计与选择 (3)1.2 乘法器模块的设计与选择 (3)1.3 低通滤波器的设计与选择 (3)1.4 ADC 模块的设计与选择 (3)1.5 被测网络的设计与选择 (4)二、电路设计 (4)2.1 正交扫描信号源设计电路 (4)2.2 模拟乘法器设计电路 (4)2.3 低通滤波器设计电路 (4)2.4 末级电压抬升设计电路 (5)三、系统设计 (5)3.1 方案总体设计描述 (5)3.2 理论分析与计算 (6)3.2.1 正交扫描信号发生器的设计 (6)3.2.2 低通滤波器的设计 (6)3.2.3 RLC 被测网络的设计 (6)3.2.4 特性曲线显示 (7)四、软件设计 (7)五、系统测试 (8)5.1 测试方法 (8)5.2 测试工具 (8)5.3 各模块测试过程 (8)5.3.1 扫频信号发生器的测试 (8)5.3.2 乘法器模块的测试 (9)5.3.3 输入输出阻抗的测试 (9)5.3.4 RLC 被测网络的测试 (9)六、结论 (10)参考文献 (10)附录 (10)附录一：元件清单 (10)附录二：AD9854扫描信号发生器设计电路 (11)附录三：系统总体设计电路 (11)附录四：主要程序清单 (12)一、方案选择与论证1.1 正交扫频信号源的设计与选择方案一：采用程控锁相环频率合成方案。

2013年全国大学生电子设计竞赛简易频率特性测试仪(E)

2013年全国大学生电子设计竞赛简易频率特性测试仪（E）【本科组】2013年9月6日摘要本作品以FPGA和单片机为控制核心及数据处理核心，采用高分辨率DDS9854芯片产生1MHz-40MHz以0.1MHz为最小步进单位的任意频率正交扫描信号，其频率稳定度、幅度平衡误差、幅度平坦度及扫频时间均满足要求。

通过精确的参数选择制作的RLC串联谐振电路其中心频率误差、有载品质因数、有载最大电压增益符合设计要求。

利用零中频正交解调原理，经乘法器、低通滤波器、A/D转换后将信号送入FPGA控制模块运算得到被测RLC网络的幅频特性和相频特性数据，最终在液晶显示屏和示波器上同时显示幅频特性和相频特性数据及曲线。

用键盘通过单片机控制系统设置点频、扫频步进和扫频频率范围，人机交互界面友好。

报告中阐明了软硬件设计依据及相关电路，给出了系统功能和性能测试结果。

关键词：正交解调原理；扫频；频率特性测试仪；FPGA；DDSAbstractThis work is based on FPGA and single chip microcomputer as the control core and the data processing core, using high resolution DDS9854 chip generate 1MHz to 40MHz any frequency orthogonal scanning signal, whose smallest step unit is 0.1MHz. The frequency stability, amplitude balance error, amplitude flatness and frequency sweeping time are all satisfy the design requirements. Through choosing the precise parameters, produced the RLC series resonant circuit, whose center frequency error, loaded quality factor, loaded maximum voltage gain are all meet the design requirements. Using the zero if quadrature demodulation principle, make the signal through the multiplier, low pass filter, A/D conversion in turn, and then put it into the FPGA control module to calculate the amplitude frequency characteristic and the phase frequency characteristic data of the tested RLC network, finally show the amplitude frequency characteristic and phase frequency characteristic data and curve on both LCD screen and oscilloscope. Using the single chip controlled keyboard set point frequency, sweep frequency step and sweep frequency range, it also has friendly man-machine interface. The report describes the software and hardware design basis and relevant circuit, the test results of system function and performance are also presented.Keywords: Quadrature demodulation principle, sweep frequency, frequency characteristic tester, FPGA, DDS目录1 方案比较与选择 (1)1.1 扫频信号产生方案 (1)1.2 相位检测方案 (1)1.3 幅值检测 (2)1.4 数据处理和控制系统选择 (3)2 理论分析与计算 (3)2.1 系统原理 (3)2.2 RLC被测网络设计 (4)2.3 正交解调原理 (5)2.4 DDS信号源 (6)3 电路与程序设计 (6)3.1 椭圆滤波器设计 (6)3.2 乘法器电路设计 (7)3.3 程序设计 (7)4 测试方案与测试结果 (8)4.1 测试条件与仪器 (8)4.2 测试方法和测试结果 (8)4.3 测试结果分析 (10)5 参考文献 (10)6 附图：正交扫频信号源电路原理图 (11)1 方案比较与选择综合分析题目要求，AD9854为具有80管脚的贴片芯片，制作DDS9854模块PCB是本题的最大难点，也是制作的重点之一。

2013年竞赛-简易频率特性测试仪(王志军)

A cos( 18k ) t
90 ͦ相移
A sin(18k ) t
低通
A cos(18k ) t
ADC
A cos t
被测网络
倍频
正交解调器
低通
ADC ADC
低通
作品情况

正交扫频信号；系统指标；人机交互
经验警示
20 lg A
0
f

90
0
90
f0
f
谢谢！
2013年全国大学生电子设计竞赛简易频率特性测试仪
北京大学王志军
命题思路
信号源、测量及仪器仪表类专业面宽（电子信息、自动化、通信等）；基本知识点+拓展；模-数混合、CPU、FPGA等综合；设计、分析和实现能力；可操作性，实用性
பைடு நூலகம்
网络的频率特性
1999年题目
频率特性测试仪
题目难点
A cos t
放大低通驱动
低通
ADC
I
被测网络
A sin t
放大低通驱动低通
ADC
Q
1M~40MHz 两路信号幅度平衡、相位正交；每路信号幅度平坦；补偿、校准、曲线显示
其他方案
A cos t
B cos[(18k ) t ]
被测网络
低通
低通
ADC
幅频：100Hz~100kHz；相频：500Hz~10kHz；阻容双T被测网络；示波器显示曲线
2013年题目
简易频率特性测试仪
A cos t
低通
ADC
I
测量
正交扫频信号源被测网络显示

简易频率特性测试仪

简易频率特性测试仪（E题）2013年全国电子设计大赛摘要：本频率特性测试仪由AD9854为DDS频率合成器，MSP430为主控制器，根据零中频正交解调原理对被测网络针对频率特性进行扫描测量，将DDS 输出的正弦信号输入被测网络，将被测网络的出口信号分别与DDS输出的两路正交信号通过模拟乘法器进行乘法混频，通过低通滤波器取得含有幅频特性与相频特性的直流分量，由高精度A/D转换器传递给MSP430主控器，由MSP430对所测数据进行分析处理，最终测得目标网络的幅频特性与相频特性，同时通过LCD绘制相应的特性曲线，从而完成对目标网络的特性测试。

本系统具有低功耗，成本低廉，控制方便，人机交互友好，工作性能稳定等特点，不失为简易频率特性测试仪的一种优越方案。

关键字：DDS9854，MSP430，频率特性测试目录一、设计目标 (7)二、系统方案 (20)三、控制方法及显示方案 (21)四、系统总体框图 (22)五、电路设计 (22)六、软件方案 (26)七、测试情况 (27)八、总结 (28)九、参考文献 (29)十、附录 (29)一、设计目标据零中频正交解调原理，设计并制作一个双端口网络频率特性测试仪，包括幅频特性和相频特性。

1、基本要求：制作一个正交扫频信号源。

2、发挥部分：（1）使用基本要求中完成的正交扫频信号源，制作频率特性测试仪。

二、系统方案图1 系统方案方案一方案一对DA的转换速率要求过高，市售DA速率根本无法达到题目要求，对主控芯片主频及驱动时钟频率要求过高，而且成本较高，故放弃方案一。

方案三方案三中虽然采用DDS9854做信号源，想法较好，通过数字处理可以得到更好的结果，但考虑到信号最高频率达到40M，为保证奈奎斯特采样定律，至少应使用80M采样率的AD，考虑到高速AD价格不菲，所以不宜采用方案三。

方案二综合考虑，方案二成本较低，且效果较好，前期通过模拟电路处理，最后通过低速AD送入单片机处理即可完成题目要求，整个方案保持低成本、低功耗，工作性能稳定，故选方案二。