全國大學生電子設計競賽信號處理類題目訓練培訓講義

1、編輯編輯ppt電子設計競賽信號處理類題目訓練電子設計競賽信號處理類題目訓練 2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽信號處理類題目訓練電子設計競賽信號處理類題目訓練n 題型分析n 組成原理n 相關知識n 實現平臺n 實例分析n 訓練要點2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)n 電子線路類： 單元電路為主，側重指標實現，強調參數數控和數顯測量。n 儀器儀表類： 綜合電子系統(tǒng)為主，包括實時處理類和普通綜合類，側重功能與實現方法，工作量較大；n 電氣控制類： 電力電子、機電一體化、自動控

2、制n題目分類2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)n多路數據采集系統(tǒng)n數字式工頻有效值多用表n頻率特性測試儀n簡易數字存儲示波器n低頻數字式相位測量儀n簡易邏輯分析儀n簡易頻譜分析儀n音頻信號分析儀n數字示波器信號處理類題目2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng) 包含信號產生、采集、存儲、分析、處理、顯示、控制等信號處理環(huán)節(jié)中的大部分或全部。 分為時域分析處理和頻域分析處理兩大類。 強調實時性、處理能力、顯示性能等。 需要通過構建新技術硬件平臺及運用信號處理算法來實現。 系統(tǒng)中的部分任務需要

3、在訓練階段完成。 信號處理類題目特點2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)組成原理信號產生變換信號采集存儲信號變換調理信號緩沖調理信號分析處理人機接口通信接口電源信號處理類題目系統(tǒng)結構2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)組成原理調理放大抗混疊濾波ADC模數轉換MCU+FPGA信號處理算法DAC數模轉換數模轉換抗鏡頻濾波鍵 盤圖形顯示放大驅動實時信號處理信號流圖2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)第一屆：題目二 多路數據采集系統(tǒng)1基本要求

4、 （1）現場模擬信號產生器 （2）八路數據采集器 （3）主控器：通過串行傳輸線路對各路數據進行采集和顯示2發(fā)揮部分 （1）利用電路補償或其它方法提高可變電阻值變化與輸出直流電壓變化的線性關系； （2）盡可能減少傳輸線數目； （3）其它功能的改進（例如：增加傳輸距離，改善顯示功能）?，F場信號產生器八路數據采集器主控器地址顯示地址顯示地址、數據、時鐘組成原理2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)信號產生變換信號采集存儲信號變換調理信號緩沖調理信號分析處理人機接口通信接口第一屆：題目二 多路數據采集系統(tǒng)信號產生變換電源組成原理2022-2-4編輯編

5、輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)第二屆：題目二 實用信號源的設計和制作1基本要求 （1）正弦波信號源 （2）脈沖波信號源2發(fā)揮部分 （1）正弦波和脈沖波頻率步長改為1Hz。（2）正弦波和脈沖波幅度可步進調整，調整范圍為100mV3V，步長為100mV。（3）正弦波和脈沖波頻率可自動步進，步長為1Hz。（4）降低正弦波非線性失真系數。組成原理2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)信號產生變換信號采集存儲信號變換調理信號緩沖調理信號分析處理人機接口通信接口第二屆：題目二 實用信號源的設計和制作電源組成原理202

6、2-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)第三屆： B題 簡易數字頻率計1基本要求 （1）頻率測量、周期測量、脈沖寬度測量 （2）十進制數字顯示，顯示刷新時間、具有自校功能（3）自行設計并制作滿足本設計任務要求的穩(wěn)壓電源2發(fā)揮部分 （1）擴展頻率測量范圍（2）測量并顯示周期脈沖信號（3）小信號的頻率測量，提出并實現抗干擾的措施。組成原理2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)信號產生變換信號采集存儲信號變換調理信號緩沖調理信號分析處理人機接口通信接口第三屆： B題 簡易數字頻率計電源組成原理2022-2

7、-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)第四屆： B題 數字式工頻有效值多用表1基本要求 （1）交流電壓、交流電流、有功功率、無功功率、功率因數 （2）功能選擇：用按鍵選擇測量與顯示。 2發(fā)揮部分 （1）最大值、最小值測量，電壓基波及總諧波的有效值測量與顯示。 （2）具有量程自動轉換功能。電壓變換器電流變換器檢測處理控制顯示器鍵盤多用表iV(05V)vV (05V)VI050A0500V組成原理2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)信號產生變換信號采集存儲信號變換調理信號緩沖調理信號分析處理人機接口通信接

8、口第四屆： B題 數字式工頻有效值多用表電源組成原理2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)第四屆： C題 頻率特性測量儀1、基本要求（1）制作幅頻特性測試儀： 手動、自動步進測量；LED顯示，并能打印輸出。（2）制作被測網絡 電路型式為阻容雙T網絡、中心頻率5kHz、帶寬50Hz、計算出網絡的幅頻和相頻特性，并繪制相位曲線；用所制作的幅頻特性測試儀測試自制的被測網絡的幅頻特性。2、發(fā)揮部分（1）制作相頻特性測試儀（2）在示波器上同時顯示幅頻和相頻特性；信號源被測網絡檢波及顯示部分組成原理2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力

9、培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)信號產生變換信號采集存儲信號變換調理信號緩沖調理信號分析處理人機接口通信接口第四屆： C題 簡易頻率特性測試儀電源雙T型網絡組成原理2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)第五屆： B題 簡易數字存儲示波器 1基本要求 （1）單次、內觸發(fā)方式，上升沿觸發(fā)、觸發(fā)電平可調、觸發(fā) 存儲顯示方式， （2）輸入阻抗，頻率范圍、波形失真、垂直分辨率，設置水平分辨率、掃描速度、垂直靈敏度。2發(fā)揮部分發(fā)揮部分 （1）連續(xù)觸發(fā)存儲顯示方式（2）雙蹤示波功能，能同時顯示兩路被測信號波形。（3）增加水平移動擴展顯示功能，增加存儲深度

10、。輸入電路A/D轉換觸發(fā)電路控制部分RAMD/A轉換D/A轉換（Y輸入）普通示波器（X輸入）（Z輸入）組成原理輸入信號2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)信號產生變換信號采集存儲信號變換調理信號緩沖調理信號分析處理人機接口通信接口第五屆： B題 簡易數字存儲示波器電源組成原理2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)第六屆：C題 低頻數字式相位測量儀1基本要求 （1）設計并制作一個相位測量儀 （2）制作一個模擬移相網絡 2發(fā)揮部分發(fā)揮部分 （1）設計數字式移相信號發(fā)生器（2）擴展相位測量范圍及

11、精度移相輸入U1（移相網絡）A輸出B輸出數字顯示相位測量A輸入B輸入 （相位測量儀）數字顯示數字式移相信號發(fā)生器A輸出B輸出（數字式移相信號發(fā)生器）組成原理2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)信號產生變換信號采集存儲信號變換調理信號緩沖調理信號分析處理人機接口通信接口第六屆：C題 低頻數字式相位測量儀電源模擬移相網絡組成原理2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)第六屆：D題 簡易邏輯分析儀 1基本要求 （1）制作數字信號發(fā)生器 （2）制作簡易邏輯分析儀2發(fā)揮部分發(fā)揮部分 （1）能在示波器上

12、顯示（2）增加字觸發(fā)功能8 位數字信號發(fā)生器邏輯狀態(tài)與波形顯示8位輸入電路RAM控制電路微控制系統(tǒng)跳接線Q1Q2Q8組成原理2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)信號產生變換信號采集存儲信號變換調理信號緩沖調理信號分析處理人機接口通信接口第六屆：D題 簡易邏輯分析儀電源組成原理2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)第七屆：C題 簡易頻譜分析儀1、基本要求、基本要求（1）10MHz30MHz 頻譜分析、可設置中心頻率和掃頻寬度；（2）借助示波器顯示被測信號的頻譜圖及頻標。2、發(fā)揮部分、發(fā)揮部分

13、（1）擴展頻率測量范圍（2）具有識別調幅、調頻和等幅波信號及測定其中心頻率的功能。混頻器放大器示波器本機振蕩器掃頻發(fā)生器信號處理電路顯示電路輸入XY檢波器濾波器LxffxfLf組成原理2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)信號產生變換信號采集存儲信號變換調理信號緩沖調理信號分析處理人機接口通信接口第七屆：C題 簡易頻譜分析儀電源組成原理2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)第八屆：A題 音頻信號分析儀1基本要求基本要求（1）輸入阻抗、輸入信號電壓范圍、輸入信號包含的頻率成分范圍、頻率分辨力。

14、（2）檢測輸入信號的總功率和各頻率分量的頻率和功率。（3）分析時間：5秒。應以5秒周期刷新分析數據，信號各頻率分量應按功率大小依次存儲并可回放顯示，同時實時顯示信號總功率和至少前兩個頻率分量的頻率值和功率值，并設暫停鍵保持顯示的數據。2發(fā)揮部分發(fā)揮部分（1）擴大輸入信號動態(tài)范圍及輸入信號包含的頻率成分范圍，提高靈敏度。（2）增加頻率分辨力20Hz檔，判斷輸入信號的周期性，并測量其周期。（3）測量被測正弦信號的失真度。組成原理2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)信號產生變換信號采集存儲信號變換調理信號緩沖調理信號分析處理人機接口通信接口第八屆

15、： A題 音頻信號分析儀電源組成原理2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)第八屆：C題 數字示波器 設計并制作具有實時采樣方式和等效采樣方式的數字示波器取取樣樣與與保保持持電電路路A A / / D D轉轉換換與與存存儲儲控控 制制 電電路路顯顯示示部部分分輸輸入入電電路路觸觸發(fā)發(fā)電電路路T TP P組成原理2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)信號產生變換信號采集存儲信號變換調理信號緩沖調理信號分析處理人機接口通信接口第八屆： C題 數字示波器電源組成原理2022-2-4編輯編輯ppt電子

16、設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng) n鎖相頻率合成： PLL+VCO+m/n,用于產生較高頻率的正弦信 號，如本振信號。n直接數字合成： DDS, 用于任意波形發(fā)生、基帶信號產生、調 制信號發(fā)生。n直接數字頻率合成： DDFS：集DDS與鎖相技術于一體 ，可產生寬 頻率范圍、高精度、幅度、相位可控的任意波形?，F代信號產生技術相關知識2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng) 鎖相頻率合成原理相關知識2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng) 相關知識直接數字合成原理相位累加器波

17、形查找表DAC濾波器頻率控制字NKofNM2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng) 相關知識現代信號產生技術處理器DDS芯片抗鏡頻濾波處理器FPGAD/A驅動驅動抗鏡頻濾波DDS方案1：DDS方案2：2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng) n采樣定理： 全帶采樣，抗混疊濾波 帶通采樣 、等效采樣，跟蹤濾波 過采樣、欠采樣n采樣率： 周期性采樣、隨機采樣，采樣率控制n存儲深度： 單、多通道存儲深度變換控制n采集控制： 觸發(fā)方式、觸發(fā)條件、觸發(fā)電平/觸發(fā)字設置n幅度控制： 靈敏度、量程、帶寬控制信

18、號實時采集與存儲技術相關知識2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng) 信號實時采集與存儲技術相關知識放大調理 存儲器處理器FPGAA/D抗混疊/跟蹤濾波實現方案變換調理觸發(fā)控制2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng) n示波器顯示方式： YT、XY、YTZ、XYZn圖形顯示體制 ： 光柵掃描體制（點陣）、隨機掃描體制（矢量）n一次信息顯示： 波形形成與回放n二次信息顯示： 刻度、符號、參數顯示基于示波器的波形顯示技術相關知識2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽

19、與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng) 基于示波器的波形顯示技術相關知識 示 波 器處理器FPGAD/A實現方案時 基D/AD/A緩沖緩沖緩沖存儲器XYZ2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng) 信號分析處理技術相關知識n處理窗口： 數據個數與分析精度相關n算法實現： 硬件實現實時性強、軟件實現靈活性強n算法分類： 頻域分析處理算法、時域分析處理算法n加窗處理： 應用窗函數加窗處理可提高性能2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng) 常用信號分析處理算法相關知識n幅度分析： 幅值、有效值、平均值、峰峰值、最大最小值計

20、算；n濾波處理： 平滑濾波、低通、帶通、高通濾波； FIR/IIR結構，群延時與線性相位,加窗處理;n頻譜分析： DFT、FFT，頻率特性、相位特性、失真度分析n相關分析： 自相關、互相關、譜估計、鑒頻/鑒相n基帶處理： 調制與編碼、解調與解碼信號分析處理技術2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng) 數字信號處理的FPGA實現相關知識信號分析處理技術2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng) 數字信號處理的FPGA實現相關知識信號分析處理技術2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力

21、培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng) n MCU+FPGA為處理核心n 支持DDS信號產生n 支持信號的高速實時采集n 支持在示波器上顯示圖形n 支持LCD/OLED點陣圖形顯示n 支持在線調試、下載，脫機燒錄n 其它信號處理類題目平臺實現平臺2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)MCUFPGAKeyBoardLCD/OLED RS232/CANMemoryADCDAC DDS/DDFSI/OInterface信號處理類題目平臺方案實現平臺2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)信號處理類題目平

22、臺實例實現平臺2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)指導信號處理類題目獲獎情況實例分析n多路數據采集系統(tǒng) 1994年 一等獎n數字式工頻有效值多用表 1999年 一等獎n頻率特性測試儀 1999年 一等獎n簡易數字存儲示波器 2001年 一等獎n低頻數字式相位測量儀 2003年 一等獎 n簡易頻譜分析儀 2005年 一等獎n音頻信號分析儀 2007年 一等獎n數字示波器 2007年 一等獎2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)數字式工頻有效值多用表實例分析2022-2-4編輯編輯ppt電子設

23、計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)數字式工頻有效值多用表實例分析1基本要求 （1）交流電壓、交流電流、有功功率、無功功率、功率因數 （2）功能選擇：用按鍵選擇測量與顯示。 2發(fā)揮部分 （1）最大值、最小值測量，電壓基波及總諧波的有效值測量與顯示。（2）具有量程自動轉換功能。電壓變換器電流變換器檢測處理控制顯示器鍵盤多用表iV(05V)vV (05V)VI050A0500V2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)數字式工頻有效值多用表實例分析 摘要摘要 采用積分法和 DFT法對工頻交流電的電壓有效值、電流有效值、有功功率、無功

24、功率、功率因數、電壓基波、總諧波及失真度等電量參數進行測量。 由AT89C52單片機實現測量控制、數據分析處理、顯示和量程自動轉換等功能；由CPLD器件和高速A/D芯片組成雙通道高速同步數據采集電路；由鎖相倍頻電路實現工頻周波內均勻等間隔采樣，保證了測量精度。 用自制移相網絡實測表明，DFT法精度更高。 關鍵詞關鍵詞：電量測量 DFT法 積分法 鎖相倍頻技術 EDA CPLD 高速同步采集2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)數字式工頻有效值多用表實例分析Vi鎖相倍頻A/D控制電路I/O接口89C52單片機顯示鍵盤A/D整形程控放大程控放大移

25、相VV硬件結構2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)數字式工頻有效值多用表實例分析 1 基于時域分析的積分法基于時域分析的積分法 輸入的交流信號經A/D采樣后，在基波周期內等間隔取出采樣點，根據有效值、有功功率、無功功率的定義，采用積分法計算。 即 電壓有效值 U= （1）電流有效值 I= （2）平均有功功率 P= （3）無功功率 Q= （4）功率因數 （5） NnnuN121 NnniN121 NninuNn1222PIUUIPcos 這種方法當諧波分量較小時精度比較高,但是，這種方法不能分析諧波，當輸入交流信號畸變嚴重時，會有較大的誤差。

26、2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)數字式工頻有效值多用表實例分析2基于頻域分析的離散傅里葉變換法（基于頻域分析的離散傅里葉變換法（DFT） NTkfAuk002sin 10212NkkNjkeuNkuRIjuu11 kNA2sin=2/ )(21211IRUUU2/ )(21211IRIII2/ )(11111IIRRIUIUP2/)(11111RIIRIUIUQ 111IUS 232221UUUU232221IIII321PPPP321QQQQ321SSSSSPCos/)3(35 222SLSLUUUIR2022-2-4編輯編輯ppt電

27、子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)數字式工頻有效值多用表實例分析軟件結構2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)頻率特性測試儀實例分析2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)頻率特性測試儀實例分析1、基本要求（1）制作幅頻特性測試儀： 手動、自動步進測量；LED顯示，并能打印輸出。（2）制作被測網絡 電路型式為阻容雙T網絡、中心頻率5kHz、帶寬50Hz、計算出網絡的幅頻和相頻特性，并繪制相位曲線；用所制作的幅頻特性測試儀測試自制的被測網絡的幅頻特性。2、發(fā)揮部分（1）制

28、作相頻特性測試儀（2）在示波器上同時顯示幅頻和相頻特性；信號源被測網絡檢波及顯示部分2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析 摘要：摘要： 作品以89C52小系統(tǒng)為核心，由正弦波發(fā)生器、數據采集存儲、處理、顯示、打印等功能模塊組成。其中，信號發(fā)生電路采用FPGA和DDS技術實現，被測網絡采用有源帶通雙T網絡實現。 作品通過鍵盤控制來實現幅頻和相頻特性的測量，包括參數預置、點測結果的顯示與打印，以及幅頻、相頻特性曲線的顯示與打印。 關鍵詞關鍵詞: DDS 雙T網絡 FPGA 有源濾波 數字鑒相 數據采集 EDA頻率特性測試儀2022-2-

29、4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析硬件結構示波器Y軸DDS正弦波發(fā)生器8255過零比較過零比較雙T網絡鑒相器ADC0809峰值檢波DAC0800計數器DAC0800波形疊加顯示鍵盤打印機RAM89c52單片機X軸鋸齒波發(fā)生示波器X軸P1.6圖1 系統(tǒng)總體框圖頻率特性測試儀2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析圖2 DDS信號源框圖頻率特性測試儀2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析 圖6 雙T網絡及其幅相特性頻率特性測試儀20

30、22-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析 圖9 峰值檢波電路頻率特性測試儀2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析 （a） (b) 圖10 相頻特性測試原理框圖及其鑒相特性圖11 相位極性判別電路頻率特性測試儀2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析 清零89C52計數器DACDAC疊加X軸Y軸P1.6單片機 P1.7圖13 特性曲線顯示原理示意圖頻率特性測試儀2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設

31、計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析軟件結構頻率特性測試儀圖15 主程序流程圖2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析軟件結構頻率特性測試儀（a）點頻掃描 (b) 掃頻測量 (c) 幅值測量(d) 相位測量圖16 子程序流程圖2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析簡易數字存儲示波器2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析簡易數字存儲示波器 1基本要求 （1）單次、內觸發(fā)方式，上升沿觸發(fā)、觸發(fā)電平可調、觸發(fā) 存儲顯示方式， （

32、2）輸入阻抗，頻率范圍、波形失真、垂直分辨率，設置水平分辨率、掃描速度、垂直靈敏度。2發(fā)揮部分發(fā)揮部分 （1）連續(xù)觸發(fā)存儲顯示方式（2）雙蹤示波功能，能同時顯示兩路被測信號波形。（3）增加水平移動擴展顯示功能，增加存儲深度。輸入電路A/D轉換觸發(fā)電路控制部分RAMD/A轉換D/A轉換（Y輸入）普通示波器（X輸入）（Z輸入）輸入信號2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析摘要： 作品借助示波器作為顯示終端，由前端處理，觸發(fā)，采集，數據融合處理，波形顯示和操作面板等功能模塊組成。 采用CPLD實現控制邏輯，并使該儀器在示波器的XY方式下顯示

33、。 作品擴充了觸發(fā)源選擇及觸發(fā)方式，具有邊沿和最大幅度的條件觸發(fā)功能等。設置了掉電保護、水平/垂直自動設置、波形打印等功能，并制作了供系統(tǒng)使用的線性穩(wěn)壓電源。 關鍵詞： 數字存儲示波器 CPLD X-Y 顯示方式簡易數字存儲示波器2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析硬件結構簡易數字存儲示波器2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析簡易數字存儲示波器存儲深度M采樣率fs與掃描速度S垂直靈敏度調理電路增益A/D位數的選擇A/D轉換速度計算 參數分析與計算2022-2-4編輯編輯p

34、pt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析 簡易數字存儲示波器通道調理電路2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析 簡易數字存儲示波器采集存儲邏輯2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析 簡易數字存儲示波器觸發(fā)位置控制2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析 簡易數字存儲示波器XY方式顯示控制邏輯2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析

35、簡易數字存儲示波器軟件結構2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析低頻數字式相位測量儀2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析低頻數字式相位測量儀1基本要求 （1）設計并制作一個相位測量儀 （2）制作一個模擬移相網絡 2發(fā)揮部分發(fā)揮部分 （1）設計數字式移相信號發(fā)生器（2）擴展相位測量范圍及精度移相輸入U1（移相網絡）A輸出B輸出數字顯示相位測量A輸入B輸入 （相位測量儀）數字顯示數字式移相信號發(fā)生器A輸出B輸出（數字式移相信號發(fā)生器）2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與

36、學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析摘摘 要：要： 作品由數字式移相信號發(fā)生器、模擬移相網絡、數字相位測量以及人機接口等模塊組成。 數字式移相信號發(fā)生器采用雙路時統(tǒng)DDS技術，基于FPGA實現。 相位測量部分采用基于相位時間變換的等精度測量技術，由單片機控制CPLD實現。 關鍵詞： 等精度相位測量 時統(tǒng)DDS多路信號產生低頻數字式相位測量儀2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析硬件結構低頻數字式相位測量儀雙T網絡1雙T網絡2雙T網絡3網絡選擇單片機 2FPGA數字移相 邏輯幅度控制D/A波形存儲器D/A低通濾波器前端

37、調理電路CPLD測相 邏 輯A1B1A2B2CPLD相位測量部分模擬移相部分數字移相部分信號輸入單片機 12022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析參數分析與計算低頻數字式相位測量儀數字移相信號發(fā)生器參數 相差控制字P 頻率控制字K 存儲深度M 時基頻率f0 精度公式模擬移相網絡參數 網絡傳遞函數、各頻點元件參數表數字相位測量參數 頻率測量公式 相差測量公式 測量精度公式 2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析 數字式移相信號發(fā)生器低頻數字式相位測量儀單片機相位增量寄存器（PIR

38、）移相鎖存器相位累加器地址寄存器波形存儲器AD/A轉換器A2低通濾波D/A轉換器A1相差加法器分頻波形存儲器BD/A轉換器B2D/A轉換器B1低通濾波KP波形產生幅度控制FPGAVo1Vo2NA1NA2晶振fxfCLk2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析 模擬式移相網絡低頻數字式相位測量儀1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeA4Date:10-Dec-2003Sheet of File:F:張REP.ddbDrawn By:657B657B657B657BR2R1RWR4R3W3W2UiAB

39、C1C2第一路第二路00.20.40.60.810.250.30.350.40.450.500.20.40.60.81-60-40-200204060幅 度 特 性 相 位 特 性 2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析 數字鑒相器低頻數字式相位測量儀周期鎖存相差鎖存周期/相差計數器時間閘門時間基準2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析軟件結構低頻數字式相位測量儀開始系統(tǒng)初始化是否打印從CPLD讀數據打印數據均值濾波數據處理送顯YESNO開始系統(tǒng)初始化系統(tǒng)功能鍵判斷F1設置頻

40、率F2F3F4F5F9F6.F7設置相差設置A路幅度設置B路幅度頻率步進相差步進相差遞減頻率遞減掃頻輸出2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析簡易頻譜分析儀1、基本要求、基本要求（1）10MHz30MHz 頻譜分析、可設置中心頻率和掃頻寬度；（2）借助示波器顯示被測信號的頻譜圖及頻標。2、發(fā)揮部分、發(fā)揮部分（1）擴展頻率測量范圍（2）具有識別調幅、調頻和等幅波信號及測定其中心頻率的功能?；祛l器放大器示波器本機振蕩器掃頻發(fā)生器信號處理電路顯示電路輸入XY檢波器濾波器LxffxfLf2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力

41、培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析摘摘 要：要： 作品結合了傳統(tǒng)模擬頻譜分析儀與數字信號處理的優(yōu)點，采用高中頻超外差混頻技術、頻譜分析技術、窄帶采樣和數字解調技術實現。 作品以“混頻器DSPFPGA”為平臺，采用專用DDS產生本振信號，進行高中頻超外差混頻；用FPGA完成對模擬信號的窄帶采樣，實現頻譜搬移，使得系統(tǒng)能在低頻段分析高頻鏡像；用DSP完成DFT算法，實現信號的高分辨率譜分析及數字解調。 關鍵字：高中頻超外差混頻 FPGA DSP 帶通采樣 數字解調 簡易頻譜分析儀2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析信號流圖簡易頻

42、譜分析儀2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析硬件結構簡易頻譜分析儀2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析本振參數 本振頻率范圍計算 時基頻率 頻率控制字 頻率步進精度采集分析 窄帶采樣率 存儲深度 頻率分辨率 窗函數 參數分析與計算簡易頻譜分析儀2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析本振頻率范圍選擇簡易頻譜分析儀2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析窄帶采

43、樣技術-采樣率選擇簡易頻譜分析儀2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析混頻濾波放大簡易頻譜分析儀2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析窄帶采樣電路簡易頻譜分析儀2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析 DDS本振信號產生器簡易頻譜分析儀2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析 信號實時采集存儲邏輯簡易頻譜分析儀2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新

44、能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析 AM信號解調邏輯簡易頻譜分析儀2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析 基于FPGA的NCO及FIR濾波器設計簡易頻譜分析儀2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析 示波器終端電路簡易頻譜分析儀2022-2-4編輯編輯ppt電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)電子設計競賽與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實例分析軟件結構簡易頻譜分析儀開始系統(tǒng)初始化有用戶操作？YN功能選擇采集頻譜數據分析頻譜示波器、LCD顯示結束參數 設置全頻段掃描休眠狀態(tài)2022-2-4編輯編