2015年全国电子设计竞赛数字频率计赛题的分析
2016.6. 15
武汉大学 赵茂泰
１．题意分析2．频率和周期的测量3．时间间隔的测量4．占空比的测量5．信号通道设计要点6．优秀学生作品分析
１．题意分析
本题是1997年数字频率计赛题的升级版
频率上限：10MHz → 100MHz灵敏度：500mV→10mV测量精度（闸门时间为1s 时）：10-3 → 10-4单通道 → 双通道
虽然 2015 年题目的难度提高了一个量级，但实测平均成绩远高于1997年的实测平均成绩，表明全国高校电子设计的水平有了很大的提高。
(1) 频率和周期测量功能（64分）a．正弦波，频率范围为1Hz～100MHz；有效值电压范围为10mV～1V；b．预置闸门时间为 1 s 时，测量误差的绝对值不大于10-4。(2) 时间间隔测量功能（16分）a．方波，频率范围为100Hz～1MHz；峰峰值电压范围为50mV～1V；c．被测时间间隔的范围为0.1μs～100ms； d．测量误差的绝对值不大于10-2。(3) 脉冲信号占空比的测量功能（16分）a．矩形波，频率范围为1Hz～5MHz；峰峰值电压范围为50mV～1V；c．被测脉冲信号占空比的范围为10%～90%；d．测量误差的绝对值不大于10-2。(4) 刷新时间≤2s，显示稳定，并能自动显示单位（4分）(5) 其他（例如，进一步降低被测信号电压的幅度等）
题目主要要求
考核的主要技术指标:
测量误差（约占 60% 以上的分值） 频率和周期测量误差不大于10-4（难点：1Hz，100MHz）； 时间间隔测量误差不大于10-2 （难点：频率为100Hz，测量0.1μs） 占空比测量误差不大于10-2（难点：频率为1MHz，测量10%）灵敏度（约占 30% 以上的分值） 频率和周期测量时，被测信号有效值电压范围为10mV～1V； 进一步降低被测信号电压的幅度测评时的实际测试点选择为： 1V； 50mV； 10mV；1mV（其他）。
被测信号在1Hz～10MHz范围内，每一个频率点上的测量误差均≤10-4。 10-4的涵义：若 fx=1.123456‥‥Hz，由于１Hz的10-4 为0.0001Hz，则应该显示 1.1234±0.0001 Hz。即允许的显示数为1.1233～1.1235 三者之一。 为了体现10-4的精度，频率计的显示范围应该为：1.0000（Hz）～ 99.999（MHz）。即频率计应该采用 5 位数字显示，且最高显示位不能为“0”，且单位能自动设置，小数点能自动定位。 如果显示位数采用 4 位及以下，则仪器不能体现10-4的精度；如果显示位数采用 6 位及以上，则数据最后有 2～3 位含有误差，无意义。。
频率测量范围：1Hz～100MHz 灵敏度：10mV及以下 预置闸门时间为1s时，测量误差≤10-4
测量误差指标的涵义：
2．频率和周期的测量