2012年江苏省大学生电子设计竞赛（TI杯）试题A题微弱信号检测装置

【本科组】

微弱信号检测装置（A题）

一、任务

设计并制作一套微弱信号检测装置，用以检测在强噪声背景下已知频率的微弱正弦波信号的幅度值，并数字显示出该幅度值。为便于测评比较，统一规定显示峰值。整个系统的示意图如图1所示。正弦波信号源可以由函数信号发生器来代替。噪声源采用给定的标准噪声（wav文件）来产生，通过PC机的音频播放器或MP3播放噪声文件，从音频输出端口获得噪声源，噪声幅度通过调节播放器的音量来进行控制。图中A、B、C、D和E分别为五个测试端点。

正弦波信号源 VS A B 噪声源 VN 图1 微弱信号检测装置示意图 加法器 VC C 纯电阻 分压网络 Vi D 微弱信号 检测电路 Vo E 显示 电路 二、要求

1. 基本要求

（1）噪声源输出VN的均方根电压值固定为1V?0.1V；加法器的输出VC =VS+VN，带宽大于1MHz；纯电阻分压网络的衰减系数不低于100。

（2）微弱信号检测电路的输入阻抗Ri≥1 M?。

（3）当输入正弦波信号VS 的频率为1 kHz、幅度峰峰值在200mV ~2V范围内时，检测并显示正弦波信号的幅度值，要求误差不超过5%。 2. 发挥部分

（1）提高正弦波信号的识别能力，当输入正弦波信号VS 的频率在100Hz~10kHz范围内、幅度峰峰值在20mV ~200mV范围内时，检测并显示正弦波信号的幅度值，误差不超过5%。

（2）在发挥部分（1）的条件下，要求检测误差不超过2%。

（3）当输入正弦波信号VS 的频率在100Hz~10kHz范围内时，进一步降低VS 的幅度，检测并显示正弦波信号的幅度值，误差不超过2%。

（4）其它。

三、说明

A-1

1. 本题只能采用模拟技术，不得使用数字信号处理技术来完成。

2. 微弱信号检测电路要求采用模拟方法来实现。常用的微弱信号检测方法有：滤波，锁相放大，取样积分等（仅供参考）。

3. 为便于各个模块的测试，所有测试端点（A~E）应做成跳线连接方式。 4. 赛区测评时，应固定使用某一装置（PC机或MP3）来产生噪声源，所有作品均应采用该噪声源进行测试。

四、评分标准

方案论证 理论分析与计算 设计电路设计 报告 测试方案与测试结果 设计报告结构及规范性 总分 基本实际制作完成情况 要求 完成第（1）项 完成第（2）项 发挥完成第（3）项 部分 其它 总分 项 目 满分 5 4 6 3 2 20 50 12 16 12 10 50 A-2