山东省电子设计大赛AB题目.docVIP

竞赛前请仔细阅读本网站竞赛通知栏的“2010年山东大学生“高教社XILINX杯”电子设计竞赛规则和纪律” 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 2 4、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 1 Ω ～ 5M Ω ；电容 10pF ～ 10μF ；电感 10 μ H ～ 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 ?