TI 杯2019年全国大学生电子设计竞赛题E-基于互联网的信号传输系统

基于互联网的信号传输系统（E 题）

【本科组】

一、任务 

设计并制作一个基于互联网的信号传输系统。如图 1 所示。

二、要求 

    1. 基本要求 

    （1） 配置一个由 3 个通用百兆/千兆以太网交换机级联的局域网，模拟一个 互联网。交换机采用通用成品，端口数 4~24 个，接口为 RJ45 标准接口，采用 1 米网线连接，级联个数及端口可任意变换。交换机采用通 用默认配置，并可以被测试现场提供的通用交换机替换。 

    （2） 制作三个网络终端 A、B 和 C。A 和 B 两个终端用于信号的采集，C 终端用于信号的再生输出。网络终端 IP 地址自定。A 和 B 两个终端 可以独立实时采集两路不相关的周期性任意波信号，其采样率不低于 10MS/s，采样位数不低于 8 位。被采集信号为交流信号，峰峰值范围 为 1V~5V。信号源 1 和 2 采用两台成品任意波信号发生器，无需制作。 在 C 终端可以通过手动设置选择，再生 A 或 B 终端采集的信号。C 终端信号输出端输出电阻和负载均为 50 欧姆。负载电阻需裸露便于 观察测量。 

    （3） C 终端再生信号与采集端被采信号相比，波形无明显失真。其幅度相 对误差的绝对值不大于 5%，周期相对误差的绝对值不大于 10%。

    2. 发挥部分 

    （1） C 终端再增加一个信号输出端，输出电阻和负载均为 50 欧姆。可同 时再生输出 A 和 B 两个终端采集的信号。 

    （2） 在 C 终端同时再生输出 A 和 B 两个终端采集信号的条件下，通过对 传输网络时延的测量及补偿，实现再生信号与原信号相位同步。两信 号周期最大同步误差时间（含抖动）不大于 10 微秒。 

    （3） 通过改变交换机级联个数或网线长度改变网络时延， C 终端能够自 动测量及补偿时延时间，实现再生信号与原信号相位的快速同步。从 网线连通开始，到两信号周期最大同步误差时间（含抖动）不大于 10 微秒为止，时间不大于 5 秒。 

    （4） 其他。 

三、说明 

    （1） A、B 和 C 三个终端可以基于任何嵌入式系统制作，但不得采用台式 或笔记本电脑。A、B 和 C 需采用独立直流电源供电。 

    （2） A 和 B 与 C 之间仅通过所搭建的局域网连接，不得使用其他连线及无 线通信装置。 

    （3） 测试时，局域网中以太网交换机级联的个数可以在 1-3 个间任意指定。 连接网线长度可以在 1~50 米间任意指定。 

    （4） 测试还原信号与被采集信号的波形失真及同步状况，可采用一台双通 道示波器，一个通道观察被采集信号，并作为同步触发源，同时用另 一个通道观察还原信号。