764 字
4 分钟
第二次验收题目
2022-07-25
2026-03-30
无标签

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

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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Δ=THDxTHDo5%\Delta =|THD_x-THD_o|\le 5\%THDxTHD_xTHDoTHD_o 分别为失真度的测量值与标称值。
  5. 显示失真度测量值THDxTHD_x
  6. 失真度测量与显示用时不超过 10 秒。

提高部分

  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 THDxTHD_x值,要求Δ=THDxTHDo3%\Delta =|THD_x-THD_o|\le 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 THDxTHD_x 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

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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

  1. 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)
  2. THD的说明请参考原题解析
  3. 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
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作者
唐承乾
发布于
2022-07-25
许可协议
CC BY-NC-SA 4.0

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唐承乾
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