### 2010山东省大学生电子设计竞赛题目解析
#### A题：瞬态响应测试仪
##### 一、任务解析
本次竞赛本科组的任务是设计并制作一款瞬态响应测试仪，该测试仪旨在测试二阶系统的动态特性，具体包括峰值时间、超调量和调节时间等关键参数。参赛者需利用指定的FPGA实验平台(EXCD-1开发板)进行设计。
##### 二、要求详解
**1. 基本部分**
- **电源设计与制作**：需设计一组±12V直流电源，以及确保FPGA实验平台正常工作的供电系统。
- **电路系统调试**：根据提供的电路图，完成二阶电路系统的安装与调试。
- **阶跃信号源**：设计制作输出1V直流阶跃信号的源，要求阶跃信号上升时间小于0.5μS，且输出电压稳定在1±0.1V之间。
- **动态响应测量**：测试二阶系统的动态响应，准确测量峰值时间(tp)、超调量(σp)和调节时间(ts)，确保测量误差均小于5%。
**2. 发挥部分**
- **可调信号源**：信号源输出应可在0.5V至1.5V间以0.1V步进调整，同时能显示二阶系统瞬态响应曲线。
- **测量精度提升**：进一步提高性能指标测量精度。
- **单脉冲信号源设计**：利用FPGA端口设计单脉冲信号源，脉冲宽度在0.1μS至1000μS范围内可调。
- **三角波信号设计**：设计频率为100kHz、幅值为2±0.1V的三角波信号。
**三、评分标准**
- 设计与总结报告占50%，实际制作完成情况占50%。
- 发挥部分的每项完成情况分别有对应的分数，鼓励创新和额外功能的实现。
#### B题：电阻电容电感测试仪的设计与制作
##### 一、任务解析
设计并制作一个用于测量电阻、电容、电感的多功能测试仪及配套信号发生器。
##### 二、要求详解
**1. 基本要求**
- **正弦信号发生器**：输出频率1Hz至1MHz，峰值≥5V，输出阻抗≤50Ω，频率和峰值连续可调。
- **测量范围**：电阻1Ω至5MΩ，电容10pF至10μF，电感10μH至100mH。
- **测量误差**：各档≤±5%。
- **显示设计**：至少4位有效数字，能显示项目和量纲，保存并显示最近十次的测量结果。
**2. 发挥部分**
- **Q值测量**：能测量电感的Q值，范围20至300，同时显示测量频率。
- **用户界面**：可通过键盘设定信号频率、测试对象和量程。
- **量程转换**：支持手动或自动量程转换。
#### C题：VGA显示的多通道数字示波器
##### 一、任务解析
设计一个多通道数字示波器，使用FPGA实验平台(EXCD-1开发板)进行，显示输出至普通VGA显示器。
##### 二、要求详解
**1. 基本要求**
- **采样频率**：实时采样频率为10MHz，A/D转换精度为10bits。
- **模拟信号输入**：输入电压范围为-2.5V至+2.5V，频率范围为0至1MHz。
- **数字信号输入**：两路输入，频率0至1MHz，电平分别为0V和3.3V。
- **显示**：VGA显示器分辨率640x480，支持不同时间轴和幅度刻度。
- **波形稳定性**：支持实时显示和存储显示，可暂停。
以上三个题目，不仅考验了参赛者的硬件设计能力，还对其软件编程、信号处理和系统集成技能提出了挑战。通过这些任务，大学生们能够将理论知识应用于实践，增强解决复杂工程问题的能力。
