2012年TI杯試題

微弱信號(hào)檢測裝置（A題）

【本科組】

一、任務(wù)

設(shè)計(jì)并制作一套微弱信號(hào)檢測裝置，用以檢測在強(qiáng)噪聲背景下已知頻率的微弱正弦波信號(hào)的幅度值，并數(shù)字顯示出該幅度值。為便于測評(píng)比較，統(tǒng)一規(guī)定顯示峰值。整個(gè)系統(tǒng)的示意圖如圖1所示。正弦波信號(hào)源可以由函數(shù)信號(hào)發(fā)生器來代替。噪聲源采用給定的標(biāo)準(zhǔn)噪聲（wav文件）來產(chǎn)生，通過PC機(jī)的音頻播放器或MP3播放噪聲文件，從音頻輸出端口獲得噪聲源，噪聲幅度通過調(diào)節(jié)播放器的音量來進(jìn)行控制。圖中A、B、C、D和E分別為五個(gè)測試端點(diǎn)。

圖1 微弱信號(hào)檢測裝置示意圖

二、要求

1. 基本要求

（1）噪聲源輸出VN的均方根電壓值固定為1V±0.1V；加法器的輸出VC =VS+VN，帶寬大于1MHz；純電阻分壓網(wǎng)絡(luò)的衰減系數(shù)不低于100。

（2）微弱信號(hào)檢測電路的輸入阻抗Ri≥1 MW。

（3）當(dāng)輸入正弦波信號(hào)VS 的頻率為1 kHz、幅度峰峰值在200mV ~ 2V范圍內(nèi)時(shí)，檢測并顯示正弦波信號(hào)的幅度值，要求誤差不超過5%。

2. 發(fā)揮部分

（1）當(dāng)輸入正弦波信號(hào)VS 的幅度峰峰值在20mV ~ 2V范圍內(nèi)時(shí)， 檢測并顯示正弦波信號(hào)的幅度值，要求誤差不超過5%。

（2）擴(kuò)展被測信號(hào)VS的頻率范圍，當(dāng)信號(hào)的頻率在500Hz ~ 2kHz范圍內(nèi)，檢測并顯示正弦波信號(hào)的幅度值，要求誤差不超過5%。

（3）進(jìn)一步提高檢測精度，使檢測誤差不超過2%。

（4）其它（例如，進(jìn)一步降低VS 的幅度等）。