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大學生電子設計競賽

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大學生電子設計競賽范文第1篇

大學生電子設計競賽(以下簡稱大賽)是由教育主管部門主辦的電子相關專業的傳統賽項,每年8~9月份舉辦一次,由教育部主辦的國賽和由各省教育廳主辦的省賽輪流交替進行。因比賽規格高,參賽院校覆蓋面很廣,幾乎所有開設電子類專業的學校都參加,參賽隊伍近年來都達1萬支以上。與職業技能大賽不同的是,賽前沒有規定比賽內容和范圍,直到比賽開始才公布賽題。比賽共持續4天3夜,不間斷進行。參賽學生每3人為一組,需在規定的時間內制定方案、設計電路、制作電路板、撰寫設計報告等。競賽采用“半封閉、相對集中”的組織方式進行,比賽期間學生可以查閱有關紙介或網絡技術資料,隊內學生可以集體商討設計思想,確定設計方案,分工負責、團結協作,以隊為基本單位獨立完成競賽任務;競賽期間不允許任何教師或其他人員進行任何形式的指導或引導①。比賽結束后,各個賽點經初步測試優秀的隊伍可選送到各賽區指定院校進行正式測試。如果是國賽年份,還需進行半天左右封閉比賽,成績好的再選送至全國競賽組委會制定院校進行復測,并根據復測情況確定獲獎名次。

從比賽的賽事規程來看,比賽雖然是公開的,但難度大,技術指標要求高,持續時間相對技能大賽要長。從最初確定方案到產品制作完成,各項指標都能滿足要求的確實不多。從歷年的比賽成績來看,獲獎的比例并不高。以2015年為例,全國共有1097所高校、13063支代表隊,共計39189名同學報名參賽。其中獲得全國一等獎有287支隊伍②,占總數的2.2%,可見難度較大。福建省自參加該項賽事以來,本科組近年來獲得全國一等獎的次數逐漸增多,但高職院校參賽獲獎很少。說明高職學生參加該項賽事存在較大困難,主要原因是學生在設計、編程、調試等方面能力訓練不足,離賽項要求存在一定差距,需要在平時訓練中加以提高。然而學生的訓練只有暑期1個多月的時間,涉及的課程多,知識面廣,知識點非常多,要想取得好成績,必須要有針對性的訓練方法,有的放矢才能達到目的。本文試圖從高職組的賽題要求出發,分析、歸納出應具備的知識點及其實現方法,并給出按照模塊劃分的訓練方法。

2賽題分析

近年來大賽的出題以電子技術應用設計為主要內容,涉及模-數混合電路、單片機、可編程器件、EDA技術,運用到模擬電路、數字電路、高頻電路、PCB設計、傳感器技術、單片機技術等課程的知識,體現了教學基本內容和新技術應用趨勢。競賽題目主要測試學生運用基礎知識的能力、實際設計能力和獨立工作能力。題目包括基本要求部分和發揮部分,使大多數參賽學生能在規定時間內完成基本要求部分的設計工作,優秀學生還可以完成發揮部分的內容。

2.1賽題內容統計大賽的題目類型一般分為信號采集類、儀器儀表類、控制類、無線通信類、電源類等類型,表1列出近5年來高職高專組的大賽題目及統計情況(省賽均指福建省比賽)。從比賽題目類型來看,控制類題目每年至少有一題,是比賽必出的題目,其他類型相對較少,均為輪流出現。說明控制類題目仍然是比賽的重點,平時訓練時需要做好充分的準備。

2.2賽題涉及的知識點各個題目所涉及到的知識點內容,詳見表2所示。對以上的知識點進行歸納、總結,可以看出近年來賽題所需具備的知識點有:A/D采樣,位置檢測,角度檢測,電機控制,LED亮度控制,無線通信,按鍵掃描、數據顯示、報警輸出、DC/DC變換器設計等。對各個知識點所涉及的具體內容進一步細分,并給出其實現方法,如表3所示。

3集訓方法

從上面對比賽題目的分析可知,所涉及到知識點很多,內容很廣,對于大二甚至是大一學生來說,完全靠學生自學、自練,要想取得好成績很難,需要指導老師根據學生選題意愿,制定詳細的訓練計劃并實施。

3.1控制系統結構分析一般學生對控制系統沒有什么概念,面對一個題目往往不知道該如何下手,若能夠對系統的整體結構有一個較完整的認識,將有助于學生理解題目要求,制定切實可行的方案,并付諸實施。對一個控制系統來說,系統一般都具有如圖2所示的結構:圖2是一個典型控制系統結構圖,采用閉環控制方式。對于現在比賽的題目而言,技術指標要求越來越高,如果僅僅采用開環控制方式,將很難滿足指標的要求。如電源類題目,常見的問題是當負載變化時,輸出的電壓或電流隨著變化,不能穩定在一個給定值上,主要原因就是沒有采用閉環控制所導致。同樣其他類型的題目也相類似,如角度控制、風板控制、平衡控制等,一般也要求系統是一個閉環的控制系統。對于不同的控制系統,結構圖可能會有所差別,如圖2中反饋環節有的可能沒有傳感器,而是只有信號采集電路;有的信號采集或輸出控制是通過無線通信的方式進行,需要具體問題具體分析。

3.2系統模塊劃分比賽所涉及的知識比較分散,學生學習、訓練時毫無頭緒,不能形成一個系統整體。因此需要對知識點進行歸納,將其劃分到在系統各個模塊中。根據上面的系統結構圖,可以將系統分解為各個單元電路模塊,并將所需掌握的知識點和技能點整理對應起來,按照這些模塊進行訓練更具有針對性。一般可將系統分解如表4所示。

3.3訓練的組織電子設計賽所涉及知識點很多,讓每個隊伍所有成員都對所有模塊進行訓練顯然是不現實的,需進行分工。一般可將一個參賽隊的人員分為兩組,一組負責硬件電路的設計、制作與調試;另一組則負責程序的編程。至于一組需要多少人需根據題目的類型來定,如控制類的題目以程序控制為重點,宜安排2個人進行程序編程,1人負責主控程序的設計,1人負責傳感器及信號的采集與處理。而對于電源類的題目,電路設計是關鍵,宜安排2個人進行電路的設計,包含高頻變壓器的設計、PWM控制電路設計、濾波電路的設計、電壓、電流采集及保護電路的設計與調試等,另1人可進行信號采集顯示、控制的編程。分工確定后,一般參賽學校都有多支隊伍參加比賽,將所有參賽隊伍中相同分工的人員集中起來,按照表4所劃分的模塊進行針對性培訓,比一個指導老師單獨指導多個隊伍的所有項目效率要高。如果條件允許,可在組員分工的基礎上,再按照題目類型進行分類培訓,效果則會更好。

4結語

大學生電子設計競賽范文第2篇

關鍵詞 電子設計 競賽 高頻知識點

中圖分類號:G642 7 文獻標識碼:A

College Students Electronic Design Contest

High-frequency Knowledge Points Analysis

ZHANG Ke, TANG Jianxiang

(China Jiliang University, Hangzhou, Zhejiang 310018)

Abstract National undergraduate Electronic Design Contest is currently flourished in various colleges and universities, the topic is divided into seven directions, many questions involving high-frequency knowledge, such as high-frequency radio category, source type, class and instrumentation amplifiers, etc., and the difficulty larger. This paper analyzes the characteristics of these kinds of questions, solutions, and how to improve the level of student competitions, presents some teaching measures for teaching work.

Key words electronic design; contest; high-frequency knowledge

1 高頻無線類題目分析

每年高頻無線類題目的具體要求可參考文獻2,下面對此做個具體分析:

1.1 簡易無線電遙控系統(第2屆,1995年C題)

這是一題典型的無線通信控制題,由發射和接收兩部分組成,發射有編碼、調制和發射功放等,接收有放大、解調和解碼等;題目要求工作頻率為6~10MHz中任選一種,調制方式為AM、FM或FSK等任選一種,收發距離不小于10m。

此題可用硬件方案實現,例如采用專用編、解碼芯片,也可用軟件實現編、解碼功能。

1.2 調幅廣播收音機(第3屆,1997年D題)

此題要求采用指定調幅收音機集成電路(CX1600P/M),實現收音功能,基本部分較簡單,實現收音并測試技術指標等;發揮部分要求實現自動和手動搜索電臺并有存儲功能;可預置電臺數目并顯示預置電臺序號;自動調諧、存儲電臺等功能。

此題的背景是當年單片機技術在家用電器中的應用,正由傳統技術向數字化技術邁進,發揮部分需用單片機控制鎖相環來實現各種自動功能。

1.3 調頻收音機(第5屆,2001年F題)

此題也要求采用指定芯片,用SONY公司提供的收音機集成芯片CXA1019和鎖相環芯片BU2614,制作一臺調頻收音機。但頻率要求提高到88MHz~108MHz;同樣也要有各種自動功能。

隨著無線通信技術的發展,最近幾年出現了其他類型,例如數據無線傳輸、射頻卡和無線傳感器等。

1.4 單工無線呼叫系統(第7屆,2005年D題)

此題是典型的數據單向通信題,要求設計并制作一個單工無線呼叫系統,實現主站至從站間的單工語音及數據傳輸業務。包括語音傳輸,采用調頻或調幅即可;發揮部分要求實現一點對多點的單工無線呼叫系統,主站具有撥號選呼和群呼功能,有英文短信傳輸功能。

1.5 無線識別裝置(第7屆,2007年B題)

此題也是數據雙向通信題,具體來說是射頻卡的簡單實現。要求設計制作一套無線識別裝置,由閱讀器、應答器和耦合線圈組成,閱讀器能識別應答器的有無、編碼和存儲信息。裝置中閱讀器、應答器均具有無線傳輸功能,因而需實現數據雙向傳輸。

1.6 無線環境監測模擬裝置(第8屆,2009年D題)

此題是一種無線傳感器的簡單實現,要求設計并制作一個無線環境監測模擬裝置,實現對周邊溫度和光照信息的探測。該裝置由1個監測終端和不多于255個探測節點組成。

以上幾題都是屬于數據通信題,但應用角度不同,反映了無線通信新技術在工業、民用等場合的應用。

2 高頻知識點和其他類的結合

除了上述單純的高頻無線通信題以外,最近幾年出題和其他類題目緊密結合。

2.1 電壓控制LC振蕩器(第6屆,2003年A題)

這是一個信號源和高頻技術結合的題型,典型特征就是信號源產生的頻率提高到15MHz~35MHz,且需采用鎖相環技術提高頻率穩定度,并實現頻率的步進調節。

2.2 寬帶放大器(第6屆,2003年B題)

這是一個放大器和高頻技術結合的題型,(下轉第93頁)(上接第75頁)基本部分要求實現-3dB通頻帶內10kHz~6MHz的放大,最大增益≥40dB且可調節,發揮部分要求進一步提高。

國外AD、TI推出了一系列寬帶運算放大器,帶寬增益積達幾百MHz,該題是采用這些芯片實現。

2.3 正弦信號發生器(第7屆,2005年A題)

這是一個信號源和高頻技術結合的題型,新技術即數字頻率合成技術DDS的具體應用,具有高穩定度、低失真等一系列有點,它的出現改變了模擬信號產生技術一統天下的格局。

2.4 簡易頻譜分析儀(第7屆,2005年C題)

這是一個測量和高頻技術結合的題型。要求頻率測量范圍為10MHz~30MHz;頻率分辨力為10kHz,可設置中心頻率和掃頻寬度。發揮部分要求頻率范圍更寬,且能識別調幅、調頻和等幅波信號。

2.5 LC諧振放大器(第9屆,2011年D題)

這也是一個放大器和高頻技術結合的題型,采用諧振放大技術,這是一個非常基礎的題,在任何一本高頻教材上,都有諧振放大器的章節。牽涉到三極管放大、LC諧振等。

以上分析課看出高頻技術和其他類型題目結合明顯、難度加大,隨著頻率的提高,高頻的布線和測試技術要很高的技巧。

3 高頻知識點的準備

從以上高頻知識點在競賽出題中的分布情況范圍極廣,為了在競賽中取得好成績,主要需掌握如下知識點:

3.1 無線收發技術

無線收發技術包括傳統的模擬信號收發技術和數字信號收發技術。模擬信號收發技術常用MC2833(發射)、MC3372(接收)等集成電路;數字信號收發技術有三極管或專用芯片,實現ASK、FSK、PSK。

3.2 高頻信號產生

高頻信號產生主要有模擬、鎖相環和DDS三種手段,模擬技術信號產生一般用三極管,但穩定度較差;鎖相環技術信號產生可用專用鎖相環芯片,例如MC145162等。DDS技術信號產生有AD公司的AD系列,例如典型的AD9852,最大輸出頻率可到80MHz。

3.3 高頻信號放大

高頻信號放大有寬帶、諧振放大等,寬帶放大目前采用寬帶運放,例如THS3001等。還有些型號是程控增益放大功能,例如AD603、VCA820系列等。

諧振放大采用三極管共發射極放大,例如2SC9018、2SC3058等都是常見高頻管,集電極回路接LC選頻。

4 對教學工作的挑戰

高頻技術牽涉帶的技術面廣,理論難度大,實踐制作中因頻率關系,學生往往遇到的問題也較多,這些對我們的教學提出一定的挑戰。

在理論教學上,深入淺出講解理論,使學生在實踐前,掌握明白高頻基礎理論,因為沒有理論指導的實踐是不會成功的;在實踐環節,基礎非常關鍵,讓學生從最簡單、基本的實驗起步,例如單個三極管的放大,從而培養學生興趣,激發學習熱情;同時,要使用合適的芯片,可減少電路復雜程度,提高實驗成功率。

5 結論

全國大學生電子設計競賽開展至今,難度逐年提高,尤其體現在高頻知識點的加強,和其他類型題目的結合。為了提高學生參賽水平,對我們的教學工作提出了挑戰,要求在理論教學上,由淺入深,不宜追求過大的難度,以免學生產生畏懼心理;在實踐環節,加強學生基礎,從簡單、易做的電路開始,引導學生的學習和動手,建立學生的成就感,激發學生的學習熱情,方能取得較好的教學效果。

參考文獻

[1] 楊興明.全國大學生電子設計競賽賽題分析和啟示[J].電氣電子教學學報,2007(4):55-56.

大學生電子設計競賽范文第3篇

本設計利用可變增益寬帶放大器AD603來提高增益和擴大AGC控制范圍,通過軟件補償減小增益調節的步進間隔和提高準確度。輸入部分采用高速電壓反饋型運放OPA642作跟隨器提高輸入阻抗,并且在不影響性能的條件下給輸入部分加了保護電路。使用了多種抗干擾措施以減少噪聲并抑制高頻自激。功率輸出部分采用分立元件制作。整個系統通頻帶為1kHz~20MHz,最小增益0dB,最大增益80dB。增益步進1dB,60dB以下預置增益與實際增益誤差小于0.2dB。不失真輸出電壓有效值達9.5V,輸出4.5~5.5V時AGC控制范圍為66dB。

方案論證與比較

1.增益控制部分

方案一 原理框圖如圖1所示,場效應管工作在可變電阻區,輸出信號取自電阻與場效應管與對V’的分壓。采用場效應管作AGC控制可以達到很高的頻率和很低的噪聲,但溫度、電源等的漂移將會引起分壓比的變化,用這種方案很難實現增益的精確控制和長時間穩定。

方案二 采用可編程放大器的思想,將輸入的交流信號作為高速D/A的基準電壓,這時的D/A作為一個程控衰減器。理論上講,只要D/A的速度夠快、精度夠高就可以實現很寬范圍的精密增益調節。但是控制的數字量和最后的增益(dB)不成線性關系而是成指數關系,造成增益調節不均勻,精度下降。

方案三 使用控制電壓與增益成線性關系的可編程增益放大器PGA,用控制電壓和增益(dB)成線性關系的可變增益放大器來實現增益控制(如圖2)。用電壓控制增益,便于單片機控制,同時可以減少噪聲和干擾。

綜上所述,選用方案三,采用集成可變增益放大器AD603作增益控制。AD603是一款低噪聲、精密控制的可變增益放大器,溫度穩定性高,最大增益誤差為0.5dB,滿足題目要求的精度,其增益(dB)與控制電壓(V)成線性關系,因此可以很方便地使用D/A輸出電壓控制放大器的增益。

2.功率輸出部分

根據賽題要求,放大器通頻帶從10kHz到6MHz,單純用音頻或射頻放大的方法來完成功率輸出,要做到6V有效值輸出難度較大,而用高電壓輸出的運放來做又很不現實,因為市面上很難買到寬帶功率運放。這時候采用分立元件就能顯示出優勢來了。

3.測量有效值部分

方案一 利用高速ADC對電壓進行采樣,將一周期內的數據輸入單片機并計算其均方根值,即可得出電壓有效值:

此方案具有抗干擾能力強、設計靈活、精度高等優點,但調試困難,高頻時采樣難且計算量大,增加了軟件難度。

方案二 對信號進行精密整流并積分,得到正弦電壓的平均值,再進行ADC采樣,利用平均值和有效值之間的簡單換算關系,計算出有效值顯示。只用了簡單的整流濾波電路和單片機就可以完成交流信號有效值的測量。但此方法對非正弦波的測量會引起較大的誤差。

方案三 采用集成真有效值變換芯片,直接輸出被測信號的真有效值。這樣可以實現對任意波形的有效值測量。

綜上所述,我們采用方案三,變換芯片選用AD637。AD637是真有效值變換芯片,它可測量的信號有效值可高達7V,精度優于0.5%,且元件少,頻帶寬,對于一個有效值為1V的信號,它的3dB帶寬為8MHz,并且可以對輸入信號的電平以dB形式指示,該方案硬件、軟件簡單,精度也很高,但不適用于高于8MHz的信號。

此方案硬件易實現,并且8MHz以下時候測得的有效值的精度可以保證,在題目要求的通頻帶10kHz~6MHz內精度較高。8MHz以上輸出信號可采用高頻峰值檢測的方法來測量,但是由于時間關系,高于8MHz的信號我們未能測量顯示。

4.自動增益控制(AGC)

利用單片機根據輸出信號幅度調節增益。輸出信號檢波后經過簡單2級RC濾波后由單片機采樣,截止頻率為100Hz。由于放大器通頻帶低端在1kHz,當工作頻率為1kHz時,為保證在增益變化時輸出波形失真較小,將AGC響應時間設定為10ms,用單片機定時器0來產生10ms中斷進行輸出有效值采樣,增益控制電壓也經過濾波后加在可變增益放大器上。AGC控制范圍理論上可達0~80dB,實際上由于輸入端加了保護電路,在不同輸出電壓時AGC范圍不一樣,輸出在4.5~5.5V時AGC范圍約為70dB,而當輸出為2~2.5V時AGC范圍可達80dB。

5.系統整體框圖(見圖3)

理論分析與參數計算

1.電壓控制增益的原理

AD603的基本增益為:Gain (dB) = 40 VG + 10,其中,VG是差分輸入電壓,單位是V,Gain是AD603的基本增益,單位是dB。

從此式可以看出,以dB作單位的對數增益和電壓之間是線性的關系。由此可以得出,只要單片機進行簡單的線性計算就可以控制對數增益,增益步進可以很準確地實現。但若要用放大倍數來表示增益的話,則需將放大倍數經過復雜的對數運算轉化為以dB為單位后再去控制AD603的增益,這樣在計算過程中就引入了較大的運算誤差。

2.AGC介紹 br>

AGC是自動增益控制電路的簡稱,常用在收音機、電視機、錄像機的信號接收和電平處理電路中。它的作用是當信號較強時,使其增益自動降低;當信號較弱時,又使其增益自動增高,從而保證輸出信號基本穩定。

3.正弦電壓有效值的計算

AD637的內部結構如圖4所示。根據AD637芯片手冊所給出的計算真有效值的經驗公式為:

其中:VIN為輸入電壓,Vrms為輸出電壓有效值。

系統各模塊電路的設計

1.輸入緩沖和增益控制部分

圖5為輸入緩沖和增益控制電路,由于AD603的輸入電阻只有100Ω,要滿足輸入電阻大于2.4kΩ的要求,必須加入輸入緩沖部分用以提高輸入阻抗;另外前級電路對整個電路的噪聲影響非常大,必須盡量減少噪聲。故采用高速低噪聲電壓反饋型運放OPA642作前級跟隨,同時在輸入端加上二極管過壓保護。

輸入部分先用電阻分壓衰減,再由低噪聲高速運放OPA642放大,整體上還是一個跟隨器,二極管可以保護輸入到OPA642的電壓峰峰值不超過其極限(2V)。其輸入阻抗大于2.4kΩ。OPA642的增益帶寬積為400MHz,這里放大3.4倍,100MHz以上的信號被衰減。輸入輸出端口P1、P2由同軸電纜連接,以防自激。級間耦合采用電解電容并聯高頻瓷片電容的方法,兼顧高頻和低頻信號。

增益控制部分裝在屏蔽盒中,盒內采用多點接地和就近接地的方法避免自激,部分電容電阻采用貼片封裝,使得輸入級連線盡可能短。該部分采用AD603典型接法中通頻帶最寬的一種,通頻帶為90MHz,增益為-10~+30dB,輸入控制電壓U的范圍為-0.5~+0.5V。圖6為AD603接成90MHz帶寬的典型方法。

增益和控制電壓的關系為:AG(dB)=40×U+10,一級的控制范圍只有40dB,使用兩級串聯,增益為AG(dB)=40×U1+40×U2+20,增益范圍是-20~+60dB,滿足題目要求。

由于兩級放大電路幅頻響應曲線相同,所以當兩級AD603串聯后,帶寬會有所下降,串聯前各級帶寬為90MHz左右,兩級放大電路串聯后總的3dB帶寬對應著單級放大電路1.5dB帶寬,根據幅頻響應曲線可得出級聯后的總帶寬為60MHz。

2.功率放大部分

電路如圖7所示。參考音頻放大器中驅動級電路,考慮到負載電阻為600Ω,輸出有效值大于6V,而AD603輸出最大有效值在2V左右,故選用兩級三極管進行直流耦合和發射結直流負反饋來構建末級功率放大,第一級進行電壓放大,整個功放電路的電壓增益在這一級,第二級進行電壓合成和電流放大,將第一級輸出的雙端信號變成單端信號,同時提高帶負載的能力,如果需要更大的驅動能力則需要在后級增加三極管跟隨器,實際上加上跟隨器后通頻帶急劇下降,原因是跟隨器的結電容被等效放大,當輸入信號頻率很高時,輸出級直流電流很大而輸出信號很小。使用2級放大已足以滿足題目的要求。選用NSC的2N3904和2N3906三極管(特征頻率fT=250~300MHz)可達到25MHz的帶寬。整個電路沒有使用頻率補償,可對DC到20MHz的信號進行線性放大,在20MHz以下增益非常平穩,為穩定直流特性。我們將反饋回路用電容串聯接地,加大直流負反饋,但這會使低頻響應變差,實際上這樣做只是把通頻帶的低頻下限頻率從DC提高到1kHz,但電路的穩定性提高了很多。

本電路放大倍數為:AG≈1+R10/R9 ,整個功放電路電壓放大約10倍。通過調節R10來調節增益,根據電源電壓調節R7可調節工作點。

3.控制部分

這一部分由51系列單片機、A/D、D/A和基準源組成。使用12位串行A/D芯片ADS7816和ADS7841(便于同時測量真有效值和峰值)和12位串行雙D/A芯片TLV5618。基準源采用帶隙基準電壓源MC1403。框圖如圖8所示。

4.穩壓電源部分

電源部分電路見圖9,輸出±5V、±15V電壓供給整個系統。數字部分和模擬部分通過電感隔離。

抗干擾措施

系統總的增益為0~80dB,前級輸入緩沖和增益控制部分增益最大可達60dB,因此抗干擾措施必須要做得很好才能避免自激和減少噪聲。我們采用下述方法減少干擾,避免自激:

(1)將輸入部分和增益控制部分裝在屏蔽盒中,避免級間干擾和高頻自激;

(2) 電源隔離,各級供電采用電感隔離,輸入級和功率輸出級采用隔離供電,各部分電源通過電感隔離,輸入級電源靠近屏蔽盒就近接上1000μF電解電容,盒內接高頻瓷片電容,通過這種方法可避免低頻自激;

(3) 所有信號耦合用電解電容兩端并接高頻瓷片電容以避免高頻增益下降;

(4) 構建閉路環。在輸入級,將整個運放用較粗的地線包圍,可吸收高頻信號減少噪聲。在增益控制部分和后級功率放大部分也都采用了此方法。在功率級,此法可以有效地避免高頻輻射;

(5) 數模隔離。數字部分和模擬部分之間除了電源隔離之外,還將各控制信號用電感隔離;

(6) 使用同軸電纜,輸入級和輸出級使用BNC接頭,輸入級和功率級之間用同軸電纜連接。

實踐證明,電路的抗干擾措施比較好,在1kHz~20MHz的通頻帶范圍和0~80dB增益范圍內都沒有自激。

本系統單片機控制部分采用反饋控制方式,通過輸出電壓采樣來控制電壓增益。由于AD603的設定增益跟實際增益有誤差,故軟件上還進行了校正,圖10為其軟件流程圖。

系統調試和測試結果

1.測試方法

將各部分電路連接起來,先調整0dB,使輸出信號幅度和輸入信號幅度相等,然后接上600Ω的負載電阻進行整機測試。

2.測試結果

限于篇幅,測試結果見本刊網站。

3.誤差分析

我們測量的誤差主要來源是電磁干擾,由于試驗場地有許多電腦和儀器使用開關電源,電磁噪聲很大,而且使用的同軸電纜屏蔽效果并不好,所以測量輸入端短路的噪聲電壓時隨輸入短接方式不同而有很大的誤差。

測試性能總結

大學生電子設計競賽范文第4篇

關鍵詞:電子設計競賽;高職院校;學生興趣;激發

中圖分類號:G71文獻標識碼:A

目前,全國大學生電子設計競賽成為比較成功的大學生學科競賽之一,競賽的規模和影響力越來越大,越來越多的高職院校認識到了這項競賽的積極作用。同時,通過競賽,激發了高職院校電子類專業學生對本專業的學習興趣。

一、對“全國大學生電子設計競賽”的認知

全國大學生電子設計競賽是教育部倡導的大學生學科競賽之一,是面向大學生的群眾性科技活動,目的在于推動高等學校促進信息與電子類學科課程體系和課程內容的改革。全國大學生電子設計競賽的特點是與高等學校相關專業的課程體系和課程內容改革密切結合,以推動其課程教學、教學改革和實驗室建設工作。競賽的特色是與理論聯系實際學風建設緊密結合,競賽內容既有理論設計,又有實際制作,以全面檢驗和加強參賽學生的理論基礎和實踐創新能力。競賽的組織運行模式為:“政府主辦、專家主導、學生主體、社會參與”十六字方針,以充分調動各方面的參與積極性。

二、高職院校學生參加全國大學生電子設計競賽的意義

1、電子設計競賽培養高職學生的創新意識。電子設計競賽為學生實踐動手能力的培養搭建了一個平臺,利用這個平臺學生能理論聯系實際,電子競賽培養了學生的創新能力、協作精神、動手能力并使學生得到了工程訓練,提高學生針對實際問題進行設計、制作的能力,激發了學生學習專業課程的興趣和積極性。

2、電子設計競賽推動實踐教學體系改革和實驗室建設。電子設計競賽與高等學校相關專業的課程體系和課程內容密切相關,組織電子設計競賽可以推動高職院校電子類專業課程體系的構建、教學內容的更新、教育教學改革和專業實驗室建設。競賽的教學采用開放式實驗教學模式,既有時間開放,又有內容開放,有助于學生學習的靈活性和主動性的提高,有助于學生創新能力的培養和增強。

3、電子設計競賽提高老師的業務能力。電子設計競賽培養學生的同時,教師也受益匪淺。由于競賽命題范圍廣,涉及多門課程,既有硬件又有軟件,并鼓勵新技術的應用,所以要求指導教師要有更寬的知識面和更豐富的實踐經驗。為此,老師必須相互學習,共同提高,并要求老師自覺地涉及新知識、新技術。知識和經驗的相互滲透和補充使得指導教師的業務素質提高很快,這無疑使教師能夠在日常的教學和科研中發揮更重要的作用。

凡參加過電子設計競賽的畢業生都普遍受到社會的廣泛歡迎和用人單位的青睞,尤其是那些參賽獲獎的同學更是得到企業的高薪聘用。因為他們是在當前建設創新型國家的背景下,最具有活力、最具有朝氣、最富有發散思維、最具有發明創造力和發展潛力的主力軍。

三、電子設計大賽在激發高職院校學生學習興趣中的作用

愛因斯坦有句至理名言:“興趣是最好的老師”,古人亦云:“知之者不如好之者,好之者不如樂之者”。興趣是學習的原動力、是學習的催化劑,它對學生的學習有著神奇的內驅動作用,能變無效為有效,化低效為高效。

1、電子設計競賽就是一種競技,競技本身就充滿期待,帶給人快樂。參加競賽的學生從選題(或自擬)、教師指導、完成作品,學生自己感覺到每一點進步,都會覺得離勝利更近一步,每一天的努力都是積攢力量,都是為最后決戰做著準備,整個過程都充滿著艱辛付出后所收獲的那份快樂。另外,電子設計競賽快樂還來自于一種共同戰斗的友誼。學生之間,老師之間,師生之間,相互協作、相互鼓勵、相互幫助,都在為最后勝利而努力。

2、電子設計競賽讓學生積極期望。積極期望就是從改善學習者自身心理狀態入手,對自己喜歡的專業充滿信心,自己對本專業產生信心,想象中的興趣會推動學生認真學習本專業知識和技能,從而導致對本專業真正感興趣。學生通過參加競賽,期望獲得名次,為求職添彩。

3、滿足電子類專業學生和電子愛好者的心理需要。學生參加電子設計競賽,創新和設計能力大大提高,大開了眼界,并且與外校參賽選手進行交流,從中獲取了寶貴的經驗。對于拿了獎的學生,獲得名次就是一種肯定,對于沒拿獎的學生,更是一種動力。

4、電子設計競賽是一個循序漸進的過程。對參賽學生實踐、設計能力的培訓是有組織、有計劃進行的,基本有一個培訓周期,循序漸進地提高學生的各項能力,逐步激發學生的學習興趣。

四、通過設計競賽平臺,激發高職院校電子類專業學生興趣

興趣是最好的老師,有了興趣,學生學習起來就會感覺到比較輕松,學習由被動變為主動、由消極對待變為自覺探索,學習效率得到有效提高。全國大學生電子設計競賽就是一項特別能激發學生學習興趣的學科競賽。

1、設立“電子設計創新基地開放日”。高職院校在電子類專業新生入學初和學習過程中,定期開放電子設計創新基地,能夠幫助電子類專業大一、大二的學生以及電子愛好者了解電子類學科發展趨勢與行業發展方向。開放日活動主要包括基地參觀、作品展示和電子設計競賽介紹等。通過大三電子類專業的學生向學弟學妹們介紹和演示了基地的各項電子類作品,如MP3音樂播放器、收音機、客流量計數器、家用電器GSM控制、GPS衛星定位系統、無線傳輸模塊、自動水位控制、自制示波器等多項作品,使參觀的學生對這些作品表現出了濃厚的興趣。活動不僅加深了低年級同學對專業的認識,同時也展示了本校大學生在電子領域的實踐成果,很好地激發了學生參加電子設計競賽和電子類科研項目的熱情。

2、組織和動員電子類專業學生踴躍報名參加競賽。電子設計競賽應由學校電子類專業所屬教學單位專業教師組成教師指導小組,教學職能部門、電子協會積極加以宣傳。學生自愿報名參加,經過公平、公正、激烈地選拔,落實最佳人選。這一活動,無疑吸引了一群想施展自己才華的學生,被選上的學生斗志昂然,顯示出一定的綜合實力,而對落選的學生是一種動力,學好本專業、提高水平的動力,激發了學生學習專業的興趣。參加全國大學生電子設計競賽獲得成功的學生的學習經歷、參賽經歷對低年級學生學習興趣的激發以及增強他們能力意識等方面有良好的輻射作用。

3、成立電子設計興趣小組。電子設計競賽與課外科技活動相結合,以電子設計興趣小組為依托,探索開展科技創新活動的新模式,為學有余力的電子類專業學生和電子愛好者提供創新設計的舞臺,培養和提高學生的創新實踐能力,為全國大學生電子設計競賽活動的開展打下良好的基礎。利用電子設計興趣小組這個平臺,大力組織開展一些跟電子設計競賽有關的選修課、講座、技能訓練等活動。

4、鼓勵學生積極加入學校社團組織――電子協會。電子協會是學生的一個社團組織,是電子愛好者交流心得和切磋技藝的平臺,是選拔學生參加全國大學生電子設計競賽的搖籃。組織電子協會成員到街道、社區、企業為廣大人民群眾進行家電義務維修,將所學到的知識回報社會的同時,學生的理論知識得以鞏固、技能得以提高、經驗不斷豐富積累,盡情享受學以致用的樂趣,使愛好和興趣不斷加深。

5、高職院校教師應注重提高自身實踐能力。提高實踐能力是高職院校教師尤其是青年教師克服自身弱點、提高教學水平、實現自我發展的必然途徑。電子類專業教師要積極參與學生電子設計競賽的帶隊指導工作,通過組織學生參加全國大學生電子設計競賽,不僅鍛煉了參賽學生的綜合能力,而且對指導教師的教學水平和實踐能力的提高也有極大的促進作用。高職院校教師只有提高了自身實踐能力,具備更高的教學水平、科研能力,學生才能在與其學習中,有一個良好、正確的導向,有實質性的提高與進步,教師的人格魅力才能吸引學生,使學生對本專業產生濃厚的興趣。

五、結束語

大學生電子設計競賽范文第5篇

1.學校重視,為參賽創造良好條件

為了使競賽的各項工作高效率進行,我校在每次競賽前都成立領導小組。其職責是對競賽活動進行整體協調以及制定相關政策,組建教師指導組,選拔優秀參賽隊員,制定并實施競賽培訓計劃等。在組織競賽方面,從學校領導到各部門領導都十分重視大學生電子設計競賽。每次都會撥出專款用于電子設計競賽,同時還制定了相應鼓勵政策,以調動師生的參與積極性。各職能部門都積極配合電子設計競賽工作,為學生提供一切可能的條件。

2.電子設計競賽促進實踐能力的培養

電子設計競賽是對學生的創新實踐能力的一次綜合測試。它不同于學校傳統的課程考試,不是單憑一張考卷來評定一個人的綜合素質。對參賽學生來說,他們是電子設計競賽最直接的考驗者,從對題目的分析到選題、方案設計、元器件的確定、設計裝配制作、調試、最后完成作品并寫出論文。這對學生的理論聯系實際能力、實踐動手能力、軟硬件綜合應用能力、論文書寫能力是一個很好的考驗。參加比賽的學生都有這樣的感慨,通過這樣的比賽,自己的動手能力得到了很大的提高,對原來書本上的知識點有了更深入的理解,也發現自己的知識還遠遠不夠,需要大面積的充電。競賽同時也提高了學生解決、分析問題的能力。學生事先的設計方案并非是最優的,也并非完全正確,在實踐的檢驗中,大部分學生都會碰到這樣那樣的問題,器件的參數選擇不對、連錯一個管腳、一根導線走錯,都會影響整個電路。這就要求學生在競賽中必須有耐心,時刻保持清醒的頭腦,對故障原因加以分析,找出故障點,有的學生方案設計不合理,要經過多次的改動,在反復的實踐中,他們取得了最后的成功,積累了寶貴的經驗。通過競賽,每一位參賽隊員都從中學到了許多知識,受益匪淺。

3.電子設計競賽培養學生市場及工程意識

3.1注重團隊精神的培養

團隊精神對于企業而言具有相當重要的作用,可以說,在一定程度上,它決定了企業的前途,因此,企業在招人時也很注重人員的團隊意識。在電子設計競賽的培訓過程中,我們很注重培養學生的團隊精神,在比賽中,三人一組,分工明確,一人負責硬件的搭建,一人負責軟件程序的編寫,一人負責整理和書寫設計報告,對全局要有所把握,三個人需要緊密團結、相互合作、齊心協力,這是最后獲得成功的重要因素,任何的不協調都將導致功敗垂成。學校采取自愿搭配的原則。由于培訓學生來自不同專業,不同班級,每個學生的知識結構、學業特長、個性特征差別較大,不宜盲目地強行組合;而大學生往往具有獨立意識,所以采取讓他們自愿搭配,自由組合的辦法,并在培訓過程中注意觀察、適時調整,最終確定小組成員。

3.2借鑒公司項目開發的管理模式組織培訓,采用工程概念進行設計制作

在學習了一定的基礎知識的前提下,采用項目導向的培訓模式。這需要指導教師根據歷年電子設計競賽的出題類型,結合本學校的實際情況,為學生選擇合適的項目,在規定的時間內讓學生完成規定的任務。讓學生從分析題目,去圖書館、上網查找資料,確定幾套方案,到實踐解決問題有一個全面的認識。引入模塊化的概念,硬件模塊化、軟件模塊化等,比如,電源模塊、單片機最小系統、顯示模塊、A/D、D/A模塊等等,事先都可以做好備用。在培訓過程中關注新器件的使用,申請一些樣片嘗試其使用情況。

4.給學生帶來積極的“副作用”

全國大學生電子設計競賽極大地激發了參賽學生的積極性和主動性,無論成績如何,參賽者都感觸頗多,收獲很大。學生普遍認為工程實踐能力得到了極大的提高,對電子制作的興趣更濃,自愿從虛擬的網絡游戲中回到了實驗室,針對參賽的學生,實驗室是開放的,只要是沒課時間,學生們都愿意在實驗室里,從被動學習變成了主動尋求方法解決實際問題。因此,我們在選拔參賽人員時也從原來的主要是大三的學生擴展到大一、大二優秀的學生也可參加比賽,或與大三的學生進行組合成隊,激發他們的學習熱情,為以后的比賽培養好的苗子。參加過競賽的同學在后續的課程中都表現出特有的專注和投入,也有了很多想法,開始認真思考今后的人生打算。這也正是競賽精神的延續與擴展,筆者覺得也是最有意義的一點。電子設計競賽的參與有利于學生的就業,很多用人單位提出將參加過電子設計競賽作為選擇條件之一,對參加電子設計競賽并獲獎的學生優先錄用。我校參賽的學生目前在上海、廈門、深圳等地都有非常好的工作及豐厚的薪水,比有些本科學校的學生體現出更強的動手能力。

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