《脉冲信号参数测量仪版本3》是一份详细介绍新型脉冲信号测量设备的技术文档,专注于优化后的仪器功能与性能。
在2016年TI杯大学生电子设计竞赛中,参赛者面临一个具有挑战性的任务:设计并制作一款能够显示数字的周期性矩形脉冲信号参数测量仪,并同时开发标准矩形脉冲信号发生器。以下是该任务所涵盖的知识点详细说明。
首先,对于数字显示周期性矩形脉冲信号参数测量仪的设计要求如下:
- 输入阻抗为50Ω:这确保了仪器对输入信号影响的最小化。
- 频率测量范围从10Hz到2MHz,误差绝对值不大于0.1%。
- 占空比(D)测量能力在脉冲信号范围内从10%至90%,误差绝对值不超过2%。
- 幅度测量范围为0.1V至5V,误差绝对值应小于等于2%。
- 上升时间的测量范围是50ns到999ns,误差绝对值不应超过5%。
其次,标准矩形脉冲信号发生器的设计要求如下:
- 频率为1MHz,误差绝对值不超过0.1%。
- 脉宽为100ns,误差绝对值不大于1%,且考虑负载电阻为50Ω的情况。
- 幅度设定在5±0.1V范围内,并需满足上述条件下的输出特性。
- 上升时间应限制在30ns以内,过冲不超过脉冲幅度的5%。
此外,测量参数定义包括:
- 上升时间:指从信号电压达到其最大值的10%到90%,所需的时间长度。
- 过冲:指的是峰值超过正常幅值的程度,通常以百分比表示。
在测试方法方面,基于DDS(直接数字合成)技术可以生成所需的脉冲信号用于测量。这种技术能够精确控制频率、相位和幅度,非常适合产生标准的测试信号。
设计报告应包含以下内容:
- 方案论证与选择:详细说明团队为何采用特定方案以及不同选项之间的比较。
- 设计描述及理论分析:包括对设计方案的具体解释及其背后的数学推导。
- 参数规划与计算:涵盖电路图和软件流程的设计,提供原理框图等细节信息。
- 系统测试策略:明确列出测试条件、步骤,并给出结果的详细解析。
整个项目不仅考验了参赛者对于电子测量技术的理解深度,还涵盖了系统设计、编程实现及调试等多个层面的能力。这不仅是对个人技术水平的一次挑战,也是团队协作和管理能力的重要锻炼机会。通过此次竞赛,参与者能够加深对电子测量领域的认识,并为将来在该领域的工作奠定坚实的基础。