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4 分钟
第二次验收题目
信号失真度测量装置
题目改编自2021年电赛A题,主要解除了板卡的限制
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
- 输入信号的峰峰值电压范围:300mV~600mV。
- 输入信号基频:1kHz。
- 输入信号失真度范围:5% ~ 50%。
- 要求对输入信号失真度测量误差绝对值, 和 分别为失真度的测量值与标称值。
- 显示失真度测量值。
- 失真度测量与显示用时不超过 10 秒。
提高部分
- 输入信号的峰峰值电压范围:30mV ~ 600mV。
- 输入信号基频范围:1kHz ~100kHz。
- 测量并显示输入信号失真度 值,要求。
- 测量并显示输入信号的一个周期波形。
- 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。
- 在手机上显示测量装置测得并显示的输入信号 值、一个周期波形、 基波与谐波的归一化幅值。
发挥部分
在完整取得了提高部分分数的同学,可以参与发挥部分的测量。
当波形肉眼可见失真或者失真度误差超过3%时视为达到了系统极限
- 统计系统能测量到的输入信号的峰峰值最小值,并记录下来,信号峰峰值最小的同学此部分拿到满分。
- 统计系统能测量到的输入信号的峰峰值最大值,并记录下来,信号峰峰值最大的同学此部分拿到满分。
- 统计系统能测量到的输入信号的频率最大值,并记录下来,信号频率上限最大的同学此部分拿到满分。
说明
- 本题用于信号失真度测量的主控制器和数据采集器不做限制,各种型号的单片机、外部ADC、FPGA随意使用。(区别于原题)
- THD的说明请参考原题解析
- 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20分。一旦测量显示总用时超过 30 秒,停止作品测试。
| 主要内容 | 满分 | |
|---|---|---|
| 基本要求 | 完成第(1)、(2)、(3)项 | 10 |
| 完成第(4)项 | 10 | |
| 完成第(5)项 | 15 | |
| 完成第(6)项 | 5 | |
| 合计 | 40 | |
| 提高部分 | 完成第(1)、(2)、(3)、(4)、(5)项 | 25 |
| 完成第(6)项 | 10 | |
| 完成第(7)项 | 5 | |
| 合计 | 40 | |
| 发挥部分 | 峰峰值下限 | 5 |
| 峰峰值上限 | 5 | |
| 频率上限 | 10 |
部分信息可能已经过时