全国大学生电子设计竞赛培训 A题波形发生器.doc

全国大学生电子设计竞赛中的A题波形发生器是一项旨在锻炼学生综合运用电子技术知识的实践项目。这个项目要求参赛者设计并制作一个多功能的波形发生器，它能够产生多种类型的周期性波形，包括正弦波、方波和三角波，并且允许用户自定义特定形状的波形。下面我们将详细探讨这个项目的各个要求和技术要点。 1. **基本要求**： - **正弦波、方波、三角波生成**：参赛者需要实现三种基本波形的生成电路，这通常涉及模拟电路设计，例如使用运算放大器构建振荡器。 - **线性组合波形编辑**：用户通过键盘输入可以组合生成不同比例的基本波形，这可能需要微控制器来处理输入并控制波形合成。 - **波形存储**：设备应具备存储用户设定的波形参数功能，可能需要使用EEPROM等非易失性存储器。 - **频率范围与步进间隔**：输出波形的频率范围要求在100Hz到20kHz之间，频率步进间隔不超过100Hz，这需要精确的频率控制机制，如数字频率合成（DDS）技术。 - **幅度调整**：输出波形幅度需在0到5V（峰-峰值）间可调，步进0.1V，这需要精细的电压控制电路。 - **波形类型、频率和幅度显示**：设备需有显示屏或者LED指示，以显示当前输出的波形类型、重复频率和幅度。 2. **发挥部分**： - **频率范围扩展**：将频率范围扩大至100Hz到200kHz，需要更高级的频率合成技术或改进现有电路。 - **任意波形生成**：允许用户通过键盘或其他输入装置产生自定义波形，这可能需要更高水平的信号处理能力。 - **稳幅输出**：在负载变化时，输出电压幅度变化不大于±3%，这涉及到负载补偿和稳定电路设计。 - **掉电存储**：设备应能在断电后保存用户设定，这需要使用电池备份的非易失性存储。 - **单次或多次波形输出**：产生单个或多次特定波形，如1个半周期的三角波，可能需要微控制器的计数和触发功能。 - **其他扩展功能**：包括频谱分析、失真度分析、频率扩展超过200kHz或扫频输出等，这些都需要更复杂的信号处理和测量能力。 3. **评分标准**： - **设计与总结报告**：对设计方案的合理性、设计过程、理论分析、电路设计、测试方法等方面进行全面评价，占总分的50%。 - **实际制作完成情况**：评估最终实现的设备性能，同样占总分的50%，其中： - 第(1)项完成得10分， - 第(2)项完成得10分， - 第(3)项完成得10分， - 第(4)项完成得5分， - 第(5)项完成得5分， - 第(6)项部分完成得10分。 完成这个项目不仅需要扎实的电子电路设计基础，还需要对数字信号处理、微控制器编程、信号分析和存储技术有深入理解。此外，良好的工程实践和问题解决能力也是关键，因为参赛者需要在有限的时间内构建出一个功能完备、性能稳定的波形发生器。