备战2013电子设计竞赛

在电子设计竞赛中，"仪器仪表类"赛题一直占据着重要的地位，尤其在过去的10届比赛中，这类题目共出现了14次，如果加上信号源类赛题，总数更是达到了18题。这些题目旨在考察参赛者的电子设计、测量和分析能力，涉及的设备包括简易电阻、电容和电感测试仪、数字频率计、多用表、频率特性测试仪、示波器、相位测量仪、逻辑分析仪、运放参数测试仪、频谱分析仪、信号分析仪等。 对于"仪器仪表类"赛题的设计要求，以1995年的D题——简易电阻、电容和电感测试仪为例，参赛者需要设计一款能够数字显示电阻、电容和电感参数的测试仪，测量范围覆盖100Ω到1MΩ的电阻，100pF到10000pF的电容，以及100μH到10mH的电感，测量精度要求为±5%。设计方案通常包括以下几种方法： 1. 伏安法：依据欧姆定律，通过测量电压和电流来计算电阻值。这种方法需要合适的仪器和测量策略来确保准确性。 2. 数字多用表的电阻测量：采用恒流源和数字电压表，通过测量电压来计算电阻。 3. 高值电阻测量：利用电压源分压，结合高输入阻抗的缓冲放大器和误差修正技术，提高测量精度。 4. 电桥法：直流双臂电桥可以消除接线电阻和接触电阻的影响，适合精确测量小电阻。 5. 电感、电容测量：可以采用电桥法或者谐振法，其中电桥法通常用于多功能阻抗测量，而谐振法适用于高频电路参数的测量。 6. 时常数法：在便携式数字万用表中，通过测量RC时间常数来估算电容。 在设计这些仪器仪表时，参赛者需要考虑硬件电路设计、信号处理、误差校正、人机交互界面等多个方面，同时还需要关注设备的稳定性、可靠性和成本效益。这不仅考验参赛者的电子技术基础，还考察了他们的创新思维和工程实践能力。 因此，准备电子设计竞赛，尤其是"仪器仪表类"赛题，意味着要深入理解电阻、电容、电感等基本电子元件的性质，熟悉各种测量方法和技术，掌握模拟和数字电路设计原理，以及具备一定的软件编程能力，以便实现对测量结果的数字化显示和控制。同时，还需要关注电子测量领域的最新发展，以便在设计中融入新颖和实用的解决方案。