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2013年电子设计大赛中的简易频率特性测试仪

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简介：
本项目在2013年的电子设计竞赛中开发了一种简易频率特性测试仪。该仪器能够便捷地测量电路元件的频率响应特性，适用于教育和初步工程应用。 2013年电子设计大赛中，《简易频率特性测试仪》的设计报告荣获四川省二等奖。

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  • 2013年电子设计大赛中的简易频率特性测试仪
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    本项目在2013年的电子设计竞赛中开发了一种简易频率特性测试仪。该仪器能够便捷地测量电路元件的频率响应特性，适用于教育和初步工程应用。 2013年电子设计大赛中，《简易频率特性测试仪》的设计报告荣获四川省二等奖。
     
  • 2013年电子设计竞赛E题《简易频率特性测试仪》代码来源
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    这段简介是关于2013年电子设计竞赛中E题“简易频率特性测试仪”的相关代码资源说明和分享，旨在为参赛者提供参考与帮助。 该电子设计竞赛的主题是“简易频率特性测试仪”，参赛者需要设计并实现一个能够分析数字信号传输性能的装置。这个项目的核心在于理解和应用数字信号处理技术以及硬件与软件的协同工作。 DDS（直接数字频率合成）和单片机控制液晶显示是两个关键技术点。DDS是一种在数字系统中生成模拟波形的技术，通过快速改变相位累加器的值可以产生任意频率的正弦波。使用Verilog这种硬件描述语言实现DDS需要深入理解数字逻辑、移位寄存器、查找表（LUT）以及频率合成的基本原理。Verilog代码将描述DDS的关键组件，如相位累加器、相位到幅度转换器和数字滤波器，这些对于生成高质量的模拟信号至关重要。 液晶显示部分由单片机控制，涉及嵌入式系统知识。这包括单片机的选择、接口设计、液晶驱动程序编写以及人机交互界面的设计。单片机会接收来自DDS的数据，并将其转化为用户可读的形式在屏幕上显示出来。掌握C或汇编语言编程，了解单片机的内存管理、中断系统和IO端口操作是必要的。 项目的成功还依赖于良好的系统集成和调试技巧。源代码中的详尽注释体现了设计者的专业素养，有助于团队沟通并帮助评委理解设计理念。在实际竞赛中，参赛者可能还需要考虑功耗、体积及稳定性等因素以满足设备的便携性和可靠性需求。 获得北京市二等奖的成绩表明该设计方案具有创新性、实用性和技术实现水平。对于学习电子工程或计算机科学的学生来说，研究该项目源代码能提供宝贵的实践经验，并有助于提升数字信号处理、硬件设计和嵌入式系统开发的能力。 这个项目涵盖了多个方面的知识，包括数字信号处理、硬件描述语言（Verilog）、单片机控制及嵌入式系统开发。通过学习与分析源代码，可以深入了解DDS技术和单片机控制并提高综合运用多学科知识解决问题的能力。
     
  • 2013年全国大学生电子设计竞赛E题简易频率特性测试仪优秀论文
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    本论文详细介绍了针对2013年全国大学生电子设计竞赛E题——简易频率特性测试仪的设计方案与实现过程，分享了创新技术和优化方法。 2013年全国大学生电子设计竞赛简易频率特性测试仪E题优秀论文。
     
  • 2013年全国大学生电子设计竞赛E题简易频率特性测试仪优秀论文.pdf
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    本文为2013年全国大学生电子设计竞赛中关于E题简易频率特性测试仪的优秀论文集锦，深入探讨了该设备的设计原理与实现方法。 ### 2013年全国大学生电子设计竞赛简易频率特性测试仪E题优秀论文解析 #### 一、项目概述 2013年的全国大学生电子设计竞赛中，“简易频率特性测试仪”（E题）是一个备受关注的项目，旨在开发一款能够测量不同频率下电路特性的仪器。参赛团队通过巧妙地结合多种技术手段，成功研发了一款基于FPGA（Field-Programmable Gate Array, 现场可编程门阵列）和STM32单片机的简易频率特性测试仪。 #### 二、系统架构与关键技术 ##### 1. 正交扫频信号源模块 **方案一**：采用DDS技术的AD9851芯片来生成扫频信号。此方法利用了AD9851的高度集成特性和内置DA转换器及比较器，通过STM32微处理器控制频率控制字以产生所需的正弦波。两片AD9851可调整相位差以实现两路正交的正弦波输出，进而完成扫频功能。该方案的优势在于系统结构简单且稳定。 **方案二**：同样使用AD9851芯片来生成信号，但由于直接输出的正交信号幅值可能无法满足要求，需要加入自动反馈网络进行调整。具体方法是通过ADS831采集输出信号，并将其送入STM32分析；当发现幅值未达标时，则借助TPL0501数字电位器与VCA 810程控运放构成的反馈网络来调节信号强度。尽管理论上可行，但实际操作中该方案的设计较为复杂且可能受到未知干扰因素的影响，因此未能采纳。 **方案三**：采用FPGA实现扫频信号源功能。FPGA具有高度灵活性和可编程性，能够根据需求生成线性或对数扫频信号，并保持等幅特性。相较于前两种方法，基于FPGA的解决方案在稳定性、精确性和扩展能力方面更具优势。 ##### 2. 混频与滤波 **混频**：使用AD835乘法器实现待测网络输出信号和正交扫频信号之间的混合（即倍频）。此步骤对于提取频率特性至关重要。 **滤波**：通过RC低通滤波器去除高频成分，保留有用的低频信息供后续处理。 ##### 3. 数据采集与显示 - **数据采集**：使用STM32内置的ADC将经过滤波后的信号转换为数字形式以进行进一步处理； - **结果显示**：所有频率特性参数（包括幅频特性和相频特性）最终在彩色显示屏上呈现出来。 #### 三、总结 本段落详细介绍了基于FPGA和STM32的简易频率特性测试仪的设计思路与实现方式，重点展示了正交扫频信号源的不同设计方案，并对其优缺点进行了对比分析。其中，基于FPGA的方法因其灵活性和精确性而成为最终选择。此外，还具体描述了混频、滤波以及数据采集显示等关键技术环节的具体实施细节。总的来说，这款简易频率特性测试仪不仅满足了题目要求，在某些方面还有所超越，并且具有较高的技术含量与实际应用价值。
     
  • 2019年电子设计竞赛D题_简易电路特性测试仪.rar
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    本资源为2019年电子设计竞赛D题相关资料，内容包括简易电路特性测试仪的设计与实现方案，适用于学习和参考。 2019年电赛D题是关于设计一个简易电路特性测试仪的题目，挺有意思的。
     
  • 2019年电子设计竞赛D题简易电路特性测试仪.zip
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    本项目为2019年电子设计竞赛D题“简易电路特性测试仪”的解决方案。该作品提供了一种简便方法来测量电阻、电容及二极管等元件的参数，适用于教学与基础实验场合。 全国大学生电子设计竞赛（National Undergraduate Electronics Design Contest）提供了试题、解决方案及源码资源。这些资料对于计划或参加电赛的同学来说是非常有价值的参考材料，可以帮助他们学习提升。所有程序都是实战案例，并且经过测试可以直接运行。
     
  • 简易频率特性测试仪的制作与设计
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    本项目介绍了一种简易频率特性测试仪的设计和制作过程。该设备能够帮助用户准确测量电子元件在不同频率下的性能参数，适用于教学、科研及工程实践中的电路分析需求。 本段落采用FPGA芯片EP1C3T144C8、DSP芯片TMS320VC5416和单片机STC12C5A60S2作为控制与运算的核心组件，并利用零中频正交解调原理以及DDS芯片AD9854设计并制作了一款简易频率特性测试仪。该仪器能够输出从100 kHz到50 MHz范围内的正交信号，可以准确地绘制出被测网络的幅频特性和相频特性曲线，并可通过键盘以每步100 kHz进行扫频和点频输出。 实验结果表明，在给定RLC网络的情况下，测试仪中心频率的相对误差小于0.1%，有载品质因数（Q值）的相对误差则低于2%。这证明了该设计方案不仅合理，而且满足预期的技术指标要求。此外，本设计所形成的硬件电路模块和软件程序非常适合用于高等学校等电类课程的教学实践应用中。
     
  • 2013年全国大学生电子设计竞赛-E题：简易频率计
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    本项目为2013年全国大学生电子设计竞赛E题“简易频率计”的解决方案，旨在设计并实现一个能够测量信号频率、周期及占空比的电路系统。参与者通过硬件电路搭建和软件编程相结合的方式，完成对各类信号特性的准确测量与显示功能，锻炼了团队合作能力和实践操作技能。 本系统设计采用DIGILENT公司生产的NEXYS3作为开发平台，并使用Xilinx公司提供的Spartan-6系列XC6SLX16芯片进行信息处理。
     
  • 设计频率特性测试仪
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    本项目旨在研发一款用于测量和分析电子设备频率特性的测试仪器，以提升产品性能评估的精度与效率。 为了测试线性时不变系统的频率特性，本设计提出了一种低成本且适合学生的频率特性测试仪方案。该仪器基于FPGA及高速ADC/DAC构建而成，能够生成正弦扫频信号并通过DDS和高速DAC输出。被测网络的响应信号由ADC采集并输入到FPGA中进行处理，从而得出经过被测网络后的幅度变化与相位变化。 此测试仪具备0至20MHz的扫频范围、±40dB的增益调节能力及5°的相位分辨率，并能实时显示幅频特性和相频特性曲线。此外，还可以将测试结果保存为文件以供后续分析使用。本设计不仅成本低廉且易于实现，同时具备良好的可扩展性，能够很好地满足目标用户的需求。
     
  • 数字频率特性测试仪的设计(2015年)
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    本论文探讨了数字频率特性测试仪的设计方法与实现技术，旨在提升电子设备中信号处理和分析的精度与效率。通过详细分析现有技术的局限性，提出了一种创新设计思路，并利用MATLAB进行仿真验证，最终制作出原型机并通过实验测试，证明该仪器具有良好的性能和应用前景。 我们设计了一种基于正交调制原理的数字频率特性测试仪。该系统采用稳态响应法来测量电路的频率特性。单片机作为主控芯片负责系统的总体控制及数字信号处理；同时使用集成直接数字频率合成芯片输出全频段内的正弦波。通过采集待测电路输入信号及其相应输出，并进行数字信号处理，我们能够获得该电路的幅频特性和相频特性。 在利用此测试仪对一个RLC网络进行测量时，中心频率相对误差小于0.2%，有载品质因数的相对误差则低于1.25%。此外，最大电压增益大于-1 dB。我们的测试仪输入和输出阻抗均为50Ω，并且幅频特性误差绝对值不超过0.5dB，相频特性误差绝对值不高于3°。