2012年15省赛区大学生电子设计TI 杯竞赛试题
微弱信号检测装置（A 题）
【本科组】
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。
图1 微弱信号检测装置示意图 二、要求
1. 基本要求
（1）噪声源输出V N 的均方根电压值固定为1V ±0.1V ；加法器的输出V C =V S +V N ，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R i ≥1 MΩ。
（3）当输入正弦波信号V S 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）当输入正弦波信号V S 的幅度峰峰值在20mV ~ 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）扩展被测信号V S 的频率范围，当信号的频率在500Hz ~ 2kHz 范围内，检测并显示正弦波信号的幅度值，要求误差不超过5%。
（3）进一步提高检测精度，使检测误差不超过2%。 （4）其它（例如，进一步降低V S 的幅度等）。
三、说明
1. 本题必须使用TI 的Launchpad （MSP430小开发板）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. 检测并显示正弦波信号的幅度值是指输入正弦波信号V S 的幅度（即峰值）。 5. 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
2012年15省赛区大学生电子设计TI 杯竞赛试题
微弱信号检测装置（A 题）
【本科组】
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。
图1 微弱信号检测装置示意图 二、要求
1. 基本要求
（1）噪声源输出V N 的均方根电压值固定为1V ±0.1V ；加法器的输出V C =V S +V N ，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R i ≥1 MΩ。
（3）当输入正弦波信号V S 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）当输入正弦波信号V S 的幅度峰峰值在20mV ~ 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）扩展被测信号V S 的频率范围，当信号的频率在500Hz ~ 2kHz 范围内，检测并显示正弦波信号的幅度值，要求误差不超过5%。
（3）进一步提高检测精度，使检测误差不超过2%。 （4）其它（例如，进一步降低V S 的幅度等）。
三、说明
1. 本题必须使用TI 的Launchpad （MSP430小开发板）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. 检测并显示正弦波信号的幅度值是指输入正弦波信号V S 的幅度（即峰值）。 5. 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