2021全国大学生电子设计竞赛A题
信号失真度测量装置(A 题)
【本科组】
一 任务
设计制作信号失真度测量装置,对来自函数/任意波形发生器的周期信号(以下
简称为输入信号)进行采集分析,测得输入信号的总谐波失真 THD(以下简称为失
真度),并可在手机上显示测量信息。测量装置系统组成示意图如图 1 所示。
二 要求
- 基本要求
(1)输入信号的峰峰值电压范围:300mV~600mV。
(2)输入信号基频:1kHz。
(3)输入信号失真度范围:5% ~ 50%。
(4)要求对输入信号失真度测量误差绝对值 THD -THD x o ≤5%,THDx 和
THDo分别为失真度的测量值与标称值。
(5)显示失真度测量值THDx 。
(6)失真度测量与显示用时不超过 10 秒。 - 发挥部分
(1)输入信号的峰峰值电压范围:30mV ~ 600mV。
(2)输入信号基频范围:1kHz ~100kHz。
(3)测量并显示输入信号失真度THDx 值,要求 THD -THD x o ≤3%。
(4)测量并显示输入信号的一个周期波形。
(5)显示输入信号基波与谐波的归一化幅值,只显示到 5 次谐波。
(6)在手机上显示测量装置测得并显示的输入信号THDx 值、一个周期波形、
基波与谐波的归一化幅值。
(7)其他。
三 说明
(1)本题用于信号失真度测量的主控制器和数据采集器必须使用 TI 公司的
MCU 及其片内 ADC,不得使用其他片外 ADC 和数据采集模块(卡)成品。
(2)关于 THD 的说明:当放大器输入为正弦信号时,放大器的非线性失真表
现为输出信号中出现谐波分量,即出现谐波失真,通常用“总谐波失真 THD(total
harmonic distortion)”定量分析放大器的非线性失真程度。
(6)除输入信号外,不得再有任何其他信号引入测量装置。一键启动测量后,
装置应在 10 秒钟内自动完成失真度测量与显示(期间不得有人工操作),超时扣分。
一旦测量显示总用时超过 30 秒,停止作品测试。
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