下载

2下载券

加入VIP
  • 专属下载特权
  • 现金文档折扣购买
  • VIP免费专区
  • 千万文档免费下载

上传资料

关闭

关闭

关闭

封号提示

内容

首页 电子竞赛培训教程第1章修改稿1.3.5 仪器仪表类题目分析

电子竞赛培训教程第1章修改稿1.3.5 仪器仪表类题目分析.doc

电子竞赛培训教程第1章修改稿1.3.5 仪器仪表类题目分析

772784884
2018-09-10 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《电子竞赛培训教程第1章修改稿1.3.5 仪器仪表类题目分析doc》,可适用于工程科技领域

仪器仪表类题目分析仪器仪表类有简易电阻、电容和电感测试仪(第二届年)、简易数字频率计(第三届年)、频率特性测试仪(第四届年)、数字式工频有效值多用表(第四届年)、简易数字存储示波器(第五届年)、低频数字式相位测量仪(第六届年)简易逻辑分析仪(第六届年)。简易电阻、电容和电感测试仪(第二届年)要求设计制作一个测量范围:电阻Ω~MΩ电容pF~pF电感μH~mH)测量精度:±的电阻、电容和电感测试仪。涉及到的基础知识包含有:电阻、电容和电感参数变换单片机或者可编程逻辑器件数字显示等。简易数字频率计(第三届年)要求设计制作一个测量范围信号:方波、正弦波幅度:V~V频率:Hz~MHz测量误差≤数字频率计。涉及到的基础知识包含有:信号变换与检测单片机或者可编程逻辑器件数字显示等。频率特性测试仪(第四届年)要求设计制作一个频率范围Hz~kHz频率步进:Hz频率稳定度:测量精度:%能在全频范围和特定频率范围内自动步进测量的频率特性测试仪。涉及到的基础知识包含有:信号变换与检测单片机或者可编程逻辑器件数字显示等。数字式工频有效值多用表(第四届年)要求设计制作一个能同时对一路工频交流电(频率波动范围为±Hz、有失真的正弦波)的电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数进行测量的数字式多用表。涉及到的基础知识包含有:电压电流变换与检测单片机或者可编程逻辑器件数字显示等。简易数字存储示波器(第五届年)要求设计制作一个一台用普通示波器显示被测波形的简易数字存储示波器频率范围为DC~kHz误差≤。涉及到的基础知识包含有:AD和DA变换单片机或者可编程逻辑器件存储器数字显示等。低频数字式相位测量仪(第六届年)要求设计制作一个低频相位测量系统包括相位测量仪、数字式移相信号发生器和移相网络三部分。频率范围:Hz~kHz相位测量绝对误差≤°。涉及到的基础知识包含有:相位检测AD和DA变换单片机或者可编程逻辑器件存储器RC移相网络数字显示等。简易逻辑分析仪(第六届年)要求设计制作一个路数字信号发生器与简易逻辑分析仪能产生路可预置的循环移位逻辑信号序列输出信号为TTL电平序列时钟频率为Hz并能够重复输出。涉及到的基础知识包含有:单片机或者可编程逻辑器件存储器数字显示等。各题目具体要求如下:简易电阻、电容和电感测试仪(第二届,年)()设计任务设计并制作一台数字显示的电阻、电容和电感参数测试仪示意框图如图所示。图简易电阻、电容和电感测试仪方框图()设计要求①基本要求a测量范围:电阻Ω~MΩ电容pF~pF电感μH~mH。b测量精度:±。c制作位数码管显示器显示测量数值并用发光二极管分别指示所测元件的类型和单位。②发挥部分a扩大测量范围。b提高测量精度。c测量量程自动转换。简易数字频率计(第三届,年)()设计任务设计并制作一台数字显示的简易频率计。()设计要求①基本要求第部分:频率测量:a.测量范围信号:方波、正弦波幅度:V~V频率:Hz~MHzb.测量误差≤第部分:周期测量:a.测量范围信号:方波、正弦波幅度:V~V频率:Hz~MHzb.测量误差≤第部分:脉冲宽度测量:a.测量范围信号:脉冲波幅度:V~V脉冲宽度≥μsb.测量误差≤第部分:显示器十进制数字显示显示刷新时间~秒连续可调对上述三种测量功能分别用不同颜色的发光二极管指示。第部分:具有自校功能时标信号频率为MHz。第部分:自行设计并制作满足本设计任务要求的稳压电源。②发挥部分a扩展频率测量范围为Hz~MHz(信号幅度V~V)测量误差降低为(最大闸门时间≤s)。b测量并显示周期脉冲信号(幅度V~V、频率Hz~kHz)的占空比占空比变化范围为~测量误差≤。c在Hz~MHz范围内及测量误差≤的条件下进行小信号的频率测量提出并实现抗干扰的措施。数字式工频有效值多用表(第四届,年)()设计任务题目设计并制作一个能同时对一路工频交流电(频率波动范围为±Hz、有失真的正弦波)的电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数进行测量的数字式多用表。参见图。图数字式工频有效值多用表()设计要求①基本要求第部分:测量功能及量程范围a交流电压:~Vb交流电流:~Ac有功功率:~kWe无功功率:~kvarf功率因数(有功功率视在功率):~。为便于本试题的设计与制作设定待测~V的交流电压、~A的交流电流均已经相应的变换器转换为~V的交流电压。第部分:准确度a显示为位(~)有过量程指示b交流电压和交流电流:±(%读数+个字)例:当被测电压为V时读数误差应小于±(%×V+V)=Vc有功功率和无功功率:±(%读数+个字)f功率因数:±。第部分:功能选择:用按键选择交流电压、交流电流、有功功率、无功功率和功率因数的测量与显示。②发挥部分a用按键选择电压基波及总谐波的有效值测量与显示。b具有量程自动转换功能当变换器输出的电压值小于V时能自动提高分辨力达V。c用按键控制实现交流电压、交流电流、有功功率、无功功率在测试过程中的最大值、最小值测量。e其它(例如扩展功能提高性能)。()说明a调试时可用函数发生器输出的正弦信号电压作为一路交流电压信号再经移相输出代表同一路的电流信号。b检查交流电压、交流电流有效值测量功能时可采用函数发生器输出的对称方波信号。电压基波、谐波的测试可用函数发生器输出的对称方波作为标准信号测试结果应与理论值进行比较分析。频率特性测试仪(第四届,年)()设计任务设计并制作一个频率特性测试系统包含测试信号源、被测网络、检波及显示三部分如图所示。图频率特性测试仪方框图()设计要求①基本要求第部分:制作幅频特性测试仪a.频率范围:Hz~kHzb.频率步进:Hzc.频率稳定度:d.测量精度:%e.能在全频范围和特定频率范围内自动步进测量可手动预置测量范围及步进频率值f.LED显示频率显示为位电压显示为位并能打印输出。第部分:制作一被测网络a.电路型式:阻容双T网络b中心频率:kHzc带宽:±Hze计算出网络的幅频和相频特性并绘制相位曲线f用所制作的幅频特性测试仪测试自制的被测网络的幅频特性。②发挥部分a制作相频特性测试仪频率范围:Hz~kHz相位度数显示:相位值显示为三位另以一位作符号显示测量精度:°。b用示波器显示幅频特性。c在示波器上同时显示幅频和相频特性。e其它。()说明发挥部分b、c均用所制作的频率特性测试仪测试自制的被测网络的幅频特性和相频特性。简易数字存储示波器(第五届年)()设计任务设计并制作一台用普通示波器显示被测波形的简易数字存储示波器示意图如图所示。图简易数字存储示波器方框图()设计要求 ①基本要求a要求仪器具有单次触发存储显示方式即每按动一次“单次触发”键仪器在满足触发条件时能对被测周期信号或单次非周期信号进行一次采集与存储然后连续显示。b要求仪器的输入阻抗大于kΩ垂直分辨率为级div水平分辨率为点div设示波器显示屏水平刻度为div垂直刻度为div。c要求设置sdiv、msdiv、μsdiv三档扫描速度仪器的频率范围为DC~kHz误差≤。d要求设置Vdiv、Vdiv二档垂直灵敏度误差≤。e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。f观测波形无明显失真。②发挥部分a增加连续触发存储显示方式在这种方式下仪器能连续对信号进行采集、存储并实时显示且具有锁存(按“锁存”键即可存储当前波形)功能。b增加双踪示波功能能同时显示两路被测信号波形。c增加水平移动扩展显示功能要求存储深度增加一倍并且能通过操作“移动”键显示被存储信号波形的任一部分。d垂直灵敏度增加Vdiv档以提高仪器的垂直灵敏度并尽力减小输入短路时的输出噪声电压。e其它。()说明测试过程中不能对普通示波器进行操作和调整。低频数字式相位测量仪(第六届年)()设计任务设计并制作一个低频相位测量系统包括相位测量仪、数字式移相信号发生器和移相网络三部分示意图如图~所示。()设计要求①基本要求第部分:设计并制作一个相位测量仪(参见图)a.频率范围:Hz~kHz。b.相位测量仪的输入阻抗≥k。c.允许两路输入正弦信号峰峰值可分别在V~V范围内变化。d.相位测量绝对误差≤°。e.具有频率测量及数字显示功能。f.相位差数字显示:相位读数为o~o分辨力为°。第部分:参考图制作一个移相网络a.输入信号频率:Hz、kHz、kHz。b.连续相移范围:-°~+°。c.A'、B'输出的正弦信号峰峰值可分别在V~V范围内变化。②发挥部分第部分:设计并制作一个数字式移相信号发生器(图)用以产生相位测量仪所需的输入正弦信号要求:a.频率范围:Hz~kHz频率步进为Hz输出频率可预置。b.A、B输出的正弦信号峰峰值可分别在V~V范围内变化。c.相位差范围为~°相位差步进为°相位差值可预置。d.数字显示预置的频率、相位差值。第部分:在保持相位测量仪测量误差和频率范围不变的条件下扩展相位测量仪输入正弦电压峰峰值至V~V范围。第部分:用数字移相信号发生器校验相位测量仪自选几个频点、相位差值和不同幅度进行校验。第部分:其它。()说明a移相网络的器件和元件参数自行选择也可以自行设计不同于图的移相网络。b基本要求b项中当输入信号频率不同时允许切换移相网络中的元件。c相位测量仪和数字移相信号发生器互相独立不允许共用控制与显示电路。简易逻辑分析仪(第届年)()设计任务设计并制作一个路数字信号发生器与简易逻辑分析仪其结构框图如图所示:图数字信号发生器与简易逻辑分析仪结构框图()设计要求①基本要求第部分:制作数字信号发生器能产生路可预置的循环移位逻辑信号序列输出信号为TTL电平序列时钟频率为Hz并能够重复输出。逻辑信号序列示例如图所示。第部分:制作简易逻辑分析仪a.具有采集路逻辑信号的功能并可设置单级触发字。信号采集的触发条件为各路被测信号电平与触发字所设定的逻辑状态相同。在满足触发条件时能对被测信号进行一次采集、存储。b.能利用模拟示波器清晰稳定地显示所采集到的路信号波形并显示触发点位置。c.位输入电路的输入阻抗大于kΩ其逻辑信号门限电压可在~V范围内按级变化以适应各种输入信号的逻辑电平。d.每通道的存储深度为bit。②发挥部分a能在示波器上显示可移动的时间标志线并采用LED或其它方式显示时间标志线所对应时刻的路输入信号逻辑状态。b简易逻辑分析仪应具备级逻辑状态分析触发功能即当连续依次捕捉到设定的个触发字时开始对被测信号进行一次采集、存储与显示并显示触发点位置。级触发字可任意设定(例如:在路信号中指定连续依次捕捉到两路信号、、作为三级触发状态字)。c触发位置可调(即可选择显示触发前、后所保存的逻辑状态字数)。e其它(如增加存储深度后分页显示等)。()说明a系统结构框图中的跳接线必须采取可灵活改变的接插方式。b数字信号的采集时钟可采用来自数字信号发生器的时钟脉冲clock。c测试开始后参赛者不能对示波器进行任何调整操作。e题中涉及的“字”均为多位逻辑状态。如图中纵向第一个字为一个位逻辑状态字()而发挥部分中的级触发字为位逻辑状态。方案例:简易数字存储示波器()简易数字存储示波器(方案)简易数字存储示波器(方案)方框图如图所示。系统采用单片机和可编程器件作为数据处理及控制核心将设计任务分解为通道信号调理、触发信号产生、采集存储、数据融合处理、显示、操作面板、掉电保护等功能模块。单片机完成人机界面、系统控制、信号分析、处理、变换用CPLD完成采集控制逻辑及显示控制逻辑。图简易数字存储示波器(方案)方框图()简易数字存储示波器(方案)简易数字存储示波器(方案)方框图如图所示。系统采用单片机与CPLD结合方式。数据采集采用高速模数转换器AD直接用CPLD准确定时控制ADC的采样速率实现整个频段的全速采样。数据存储器采用双口RAM(IDT)存储采样量化后的波形数据同样用CPLD控制RAM的地址线。IDT有两组相互隔离的数据线、地址线、片选线和读写控制线它们可对RAM内部的存储单元同时进行读写操作并且互不影响这样就解决了高速存储和读取的问题。双踪显示只用一片模数转换器、一片存储器和一片数模转换器以高速率切换模拟开关CLNO分别选通两路信号进入采样电路两路波形数据被存放在同一片存储器的奇、偶地址位。双踪显示时光扫描奇数位地址的数据再扫描偶数位地址的数据从而实现双踪显示。幅度控制采用模拟开关O、宽带运放LM配合精密电位器实现垂直分辨率调节。PZ口的三条控制线控制选通不同通道的接入电阻值从而实现不同的放大倍数达到程控放大的目的。图简易数字存储示波器(方案)方框图()简易数字存储示波器(方案)简易数字存储示波器(方案)方框图如图所示。系统以ATC单片机控制系统为核心辅以少量的必要的逻辑电路。可以利用有限的控制线和数据/地址总线简化系统的硬件设计并充分发挥数量不多的数字逻辑器件的作用实现了整个题目的基本要求部分和扩展部分由于数字器件的高速性例如:采用高速的计数器HC(V供电时频率可达MHz)可编程计数定时器C(时钟频率可达Mllz)以及一些必要的逻辑器件的速度都可达数十兆赫加上采用AHD足以使整个系统的采样储存速度高达MHz可以满足并超过题目对采集速度Mbps的要求。同时可以用软件实现系统的功能和对数据进行各种后期处理改善人机界面。数据采集采用程控放大器PGA。图简易数字存储示波器(方案)方框图数字显示数字式移相信号发生器A输出B输出数字显示相位测量A输入B输入图数字式移相信号发生器图相位测量仪图移相网络--A'输出移相输入B'输出图重复输出循环移位逻辑序列PAGEvsd���������������������������RAM���������������������������������������������������������Q���Q�Q����������������vsd����ms�Q�Q�Q�Q�Q�Q�Q�Q�����ms�clock�unknown

用户评价(0)

关闭

新课改视野下建构高中语文教学实验成果报告(32KB)

抱歉,积分不足下载失败,请稍后再试!

提示

试读已结束,如需要继续阅读或者下载,敬请购买!

文档小程序码

使用微信“扫一扫”扫码寻找文档

1

打开微信

2

扫描小程序码

3

发布寻找信息

4

等待寻找结果

我知道了
评分:

/12

电子竞赛培训教程第1章修改稿1.3.5 仪器仪表类题目分析

VIP

在线
客服

免费
邮箱

爱问共享资料服务号

扫描关注领取更多福利