2014年TI杯大學生電子設計競賽賽題-E題∑-Δ型ADC轉(zhuǎn)換電路設計

共3頁，E-PAGE22014年TI杯大學生電子設計競賽E題：∑-Δ型A/D轉(zhuǎn)換電路1．任務設計并制作1階∑-Δ調(diào)制器，并在此基礎上設計并制作∑-Δ型A/D轉(zhuǎn)換電路，電路結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1∑-Δ型A/D轉(zhuǎn)換電路框圖2．要求（1）設計并制作1階∑-Δ調(diào)制器，具體電路框圖如圖2所示。圖中為2V。要求∑-Δ調(diào)制器輸出的1位數(shù)據(jù)流為TTL電平，時鐘頻率自定。（12分）（2）利用（1）中制作的1階∑-Δ調(diào)制器，設計并制作∑-Δ型A/D轉(zhuǎn)換電路。要求A/D轉(zhuǎn)換電路可設置工作于下列兩種模式：（32分）模式1，采樣頻率為100Hz，采樣位數(shù)為12位；模式2，采樣頻率為1600Hz，采樣位數(shù)為8位。（3）設計并制作∑-Δ型A/D轉(zhuǎn)換電路的采樣數(shù)據(jù)顯示裝置。要求可以顯示A/D轉(zhuǎn)換電路連續(xù)采樣數(shù)據(jù)波形，顯示的波形數(shù)據(jù)點數(shù)不少于200點。同時，在波形上顯示一個光標，移動光標時能顯示相應波形點的采樣數(shù)據(jù)。（6分）（4）改進∑-Δ型A/D轉(zhuǎn)換電路的顯示裝置，要求能計算A/D轉(zhuǎn)換電路輸出的采樣數(shù)據(jù)的方差，并實時顯示。方差的計算使用連續(xù)1秒的采樣數(shù)據(jù)直接計算。（10分）（5）改進∑-Δ型A/D轉(zhuǎn)換電路的設計，盡量減小A/D轉(zhuǎn)換電路的本底噪聲和量化噪聲，提高∑-Δ型A/D轉(zhuǎn)換電路的采樣精度。實現(xiàn)∑-Δ型A/D轉(zhuǎn)換電路能工作于下列模式：（20分）模式3，采樣頻率為100Hz，采樣位數(shù)為16位，有效位數(shù)不少于13位。圖21階∑-Δ調(diào)制器的結(jié)構(gòu)框圖（6）進一步提高∑-Δ型A/D轉(zhuǎn)換電路的采樣速度。實現(xiàn)∑-Δ型A/D轉(zhuǎn)換電路能工作于下列模式：（15分）模式4，采樣頻率為1600Hz，采樣位數(shù)為16位，有效位數(shù)不少于13位。（7）其他自主發(fā)揮。（5分）（8）設計報告（20分）項目主要內(nèi)容滿分方案論證比較與選擇，方案描述3理論分析與計算系統(tǒng)相關參數(shù)設計5電路與程序設計系統(tǒng)組成，原理框圖與各部分的電路圖，系統(tǒng)軟件與流程圖5測試方案與測試結(jié)果測試結(jié)果完整性，測試結(jié)果分析5設計報告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性摘要，正文結(jié)構(gòu)規(guī)范，圖表的完整與準確性2總分203．說明（1）要求（1）中，要求減法器、積分電路、比較器和1位DAC分別用獨立電路實現(xiàn)，并在A、B、C、D信號處應留有測試口，以便對信號波形進行觀察。圖3給出了各點的信號參考波形示意。圖31階∑-Δ調(diào)制器中各點信號的波形示意（2）要求（3）設計并制作采樣數(shù)據(jù)顯示裝置，可以使用自制的液晶顯示；也可以借助外部顯示設備，如示波器。但必須能顯示∑-Δ型A/D轉(zhuǎn)換電路輸出的連