電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽及典型題目分析專(zhuān)家論儀器儀表題

1、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽及典型賽題分析（以?xún)x器類(lèi)賽題為例）,2016.4. 12,武漢大學(xué) 趙茂泰,1．電賽命題 2．電賽培訓(xùn)工作 3．典型賽題分析 4．設(shè)計(jì)報(bào)告的撰寫(xiě) 5．調(diào)試與測(cè)評(píng),1．電賽命題及其特點(diǎn),性質(zhì)：全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是由教育部主辦的學(xué)科競(jìng)賽之一（姓教）。 目標(biāo)：以競(jìng)賽為載體，促進(jìn)教育改革，尤其是實(shí)踐教學(xué)和教學(xué)內(nèi)容的改革；倡導(dǎo)理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)風(fēng)；培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。 措施：全國(guó)統(tǒng)一命題（指揮棒）是主要

2、措施之一。引導(dǎo)作用,每年正式命題之前，全國(guó)專(zhuān)家組都要在王越院士的指導(dǎo)下，本著“與時(shí)俱進(jìn)”的精神，對(duì)命題方向及內(nèi)容進(jìn)行多次認(rèn)真的討論。,以模擬和數(shù)字電路應(yīng)用技術(shù)為基本內(nèi)容（涉及模-數(shù)混合電路、單片機(jī)、嵌入式系統(tǒng)、可編程器件等）。 命題應(yīng)該是一個(gè)具備一定功能的電子系統(tǒng)，可以不是一個(gè)完整的產(chǎn)品。難度與本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的難度相當(dāng)。 共5～6題，每題側(cè)重于某一專(zhuān)業(yè)，以適應(yīng)不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生選用。,命題范圍、類(lèi)型,強(qiáng)調(diào)軟硬結(jié)合，但以硬為主. 必須涵蓋

3、電子技術(shù)中的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)（例各類(lèi)放大器、振蕩器、變頻、調(diào)制解調(diào)等）；必須具有可測(cè)試；兼顧趣味性。 考慮學(xué)生為二、三年級(jí)，對(duì)命題專(zhuān)業(yè)性背景進(jìn)行了一定的淡化處理。 評(píng)分體系包括功能和技術(shù)指標(biāo)，主要是技術(shù)指標(biāo)。為了拉開(kāi)競(jìng)賽成績(jī)的差距，某些技術(shù)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有一定的難度。,命題特點(diǎn),命題內(nèi)容“與時(shí)俱進(jìn)”,為了糾正學(xué)生中普遍存在的“重?cái)?shù)字，輕模擬”的傾向，從2007年起，命題內(nèi)容中加強(qiáng)了模擬技術(shù)的成分 為了響應(yīng)國(guó)家“節(jié)能減排”的政策，從200

4、9年起，命題中普遍增加了“功耗、性?xún)r(jià)比”兩項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)； 為了支持高校在教學(xué)中引入新的技術(shù)，從2009年起，最小系統(tǒng)允許使用 DSP、嵌入式系統(tǒng)等MCU平臺(tái)；,從2013年起，命題中又有兩個(gè)新亮點(diǎn)：,① 模擬電路頻率高端大幅度提升；工程應(yīng)用已經(jīng)達(dá)到0.2THz，而高頻電路課程的最高頻率約30MHz，需要拉動(dòng)。命題的帶寬已從06年的6MHz，攀升至15年的200MHz，實(shí)際評(píng)審結(jié)果良好。,② 推出四旋翼飛行器方面的命題。微型無(wú)人機(jī)

5、已成為世界航天領(lǐng)域重要研究方向, 世界各高校對(duì)四旋翼飛行器的研究與應(yīng)用非?；钴S。雖然許多學(xué)校積累還不夠，這是一個(gè)方向！,熟練掌握單片機(jī)最小系統(tǒng)，否則系統(tǒng)不能工作（會(huì)用為止）。重點(diǎn)掌握好各類(lèi)基本電路及可編程器件的應(yīng)用技術(shù)（主要培訓(xùn)內(nèi)容）。,在以上訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，選擇2～3個(gè)以上的專(zhuān)業(yè)方向,把基礎(chǔ)電子電路的訓(xùn)練作為重點(diǎn)。,電子技術(shù)應(yīng)用 電力電子 不要過(guò)度強(qiáng)調(diào)專(zhuān)業(yè)方向； 要把電子技術(shù)應(yīng)

6、用作為必選方向之一。,通信自動(dòng)控制,制定一個(gè)以知識(shí)點(diǎn)為核心的（以不變應(yīng)萬(wàn)變）完整的培訓(xùn)計(jì)劃 。訓(xùn)練時(shí)間要予以保證（1.5年以上），注意系統(tǒng)性,注意循序漸進(jìn)。,儀器儀表,賽前培訓(xùn)的基本思路：,2．電賽培訓(xùn)工作,電壓測(cè)量類(lèi)儀器 時(shí)間頻率測(cè)量?jī)x器 信號(hào)發(fā)生器 數(shù)字示波器,電子儀器種類(lèi)繁多，但從學(xué)習(xí)的角度，只要掌握好４類(lèi)基本儀器的原理，其他類(lèi)型電子儀器的設(shè)計(jì)便不會(huì)存在大的障礙。,若能較好地掌握這４類(lèi)典型電子儀器的設(shè)計(jì)，在電賽或在今后工

7、作中遇到電子儀器設(shè)計(jì)課題時(shí)，只要分析課題的特殊要求，再學(xué)習(xí)一些相關(guān)知識(shí)，就能很快地進(jìn)入設(shè)計(jì)狀態(tài)。,儀器類(lèi)題目培訓(xùn)的幾個(gè)要點(diǎn):,2．電賽培訓(xùn)工作,在進(jìn)行電子儀器設(shè)計(jì)時(shí)，必須對(duì)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)（尤其是測(cè)量誤差）進(jìn)行認(rèn)真地分析，然后對(duì)指標(biāo)進(jìn)行分配，并在此基礎(chǔ)上認(rèn)真選擇各個(gè)部件的核心芯片。,電子儀器的價(jià)值由各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的優(yōu)良程度決定；競(jìng)賽的評(píng)分體系也是以技術(shù)指標(biāo)的完成程度來(lái)評(píng)價(jià)。準(zhǔn)確理解電子儀器各項(xiàng)指標(biāo)是做好設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。電子儀器含多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，其

8、中最核心的是測(cè)量誤差，其他技術(shù)指標(biāo)基本上都與測(cè)量誤差有關(guān)。對(duì)于許多測(cè)量來(lái)講，測(cè)量工作的價(jià)值幾乎全部取決于它的準(zhǔn)確程度。,儀器類(lèi)題目培訓(xùn)的幾個(gè)要點(diǎn):,2．電賽培訓(xùn)工作,儀器類(lèi)題目培訓(xùn)的幾個(gè)要點(diǎn):,儀器類(lèi)賽題是電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中出現(xiàn)最多的一類(lèi)賽題，并且其他類(lèi)賽題中也經(jīng)常包含有電子測(cè)量的內(nèi)容。 電子儀器主要用于測(cè)試其它電子系統(tǒng)的性能指標(biāo)，因此，電子儀器對(duì)技術(shù)指標(biāo)的要求相對(duì)更加嚴(yán)格。 基本電路的設(shè)計(jì)是儀器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。儀器類(lèi)賽題的設(shè)計(jì)最終往往會(huì)化

9、解成為一些基本電子電路的組合，因此電子儀器類(lèi)賽題的訓(xùn)練一定要建立在基本電路設(shè)計(jì)訓(xùn)練的基礎(chǔ)上。,2．電賽培訓(xùn)工作,,2．相關(guān)賽題分析,——— 以2014年“鎖定放大器的設(shè)計(jì)”為例,在2012年、2014年16省TI杯電子競(jìng)賽中，命題組出了“微弱信號(hào)放大器”和“鎖定放大器的設(shè)計(jì)”兩個(gè)相關(guān)的賽題。該題知識(shí)點(diǎn)豐富，可以作為一個(gè)很好的賽前培訓(xùn)題。,內(nèi)容： (1) 題意及考點(diǎn) (2) 鎖定放大器設(shè)計(jì)要點(diǎn) (3) 實(shí)際測(cè)評(píng)結(jié)果分析,,任務(wù)：設(shè)計(jì)

10、制作一個(gè)用來(lái)檢測(cè)微弱信號(hào)的鎖定放大器,微弱信號(hào)：是指信噪比較差的信號(hào)（微弱相對(duì)噪聲而言）。鎖定放大器：能提取深埋在噪聲中微弱信號(hào)的一種特殊的放大器。（條件：要求被測(cè)信號(hào)與參考信號(hào)同頻）,,(1) 題意及考點(diǎn),核心問(wèn)題：相關(guān)檢測(cè)（相敏檢波器及低通濾波器）,,,,,,,,被測(cè)信號(hào)必須與參考信號(hào)同頻；噪聲與被測(cè)信號(hào)同頻又同相的概率很小，因而能濾除噪聲；不僅對(duì)相位θ敏感，對(duì)VS和Vr也敏感。既可用于鑒相，也可用于鑒幅,設(shè)， x(t)和r(

11、t)均為正弦波 x(t)=Vscos(?0t+q) r(t)= Vrcos(w0t)則，相敏檢波器輸出：up(t)=x(t)·r(t)= Vscos(w0t+q) · Vrcos(w0t) =0.5 Vs Vrcos(q) +0.5 Vs Vrcos(2w0t+q) 低通濾波輸出： u0(t)= 0.5 Vs Vrcosq，與Vs

12、Vr θ 三者成正比,相敏檢波器——模擬乘法器,,通過(guò)移動(dòng)光電傳感器移位測(cè)試方向性分布狀況,用參考信號(hào)對(duì)光強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制,僅僅檢測(cè)出與光源強(qiáng)度調(diào)制同步的分量,,,鎖定放大器作為一種“電子儀器”廣泛出現(xiàn)在一些專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室中。,應(yīng)用舉例：測(cè)量LED光源發(fā)光強(qiáng)度分布狀態(tài)（方向特性）,,考點(diǎn)1：考察學(xué)生運(yùn)算放大器的應(yīng)用能力。涵蓋濾波器、移相器、加法器、整形器、交流放大器、直流放大器等（約35分）,,（2）參考通道的輸出r(t)為方波信號(hào)，r(t

13、)的相位相對(duì)參考信號(hào)R(t)可連 續(xù)或步進(jìn)移相180度，步進(jìn)間距小于10度。（3）信號(hào)通道的3dB頻帶范圍為900Hz～1100Hz。誤差小于20%。（4）設(shè)計(jì)一個(gè)能測(cè)量被測(cè)信號(hào)S(t)幅度有效值的測(cè)量電路。誤差小于10%。,(1) 題意及考點(diǎn),考點(diǎn)2：考察學(xué)生能否在現(xiàn)有模電知識(shí)的基礎(chǔ)上，快速掌握微弱信號(hào)檢測(cè)原理的能力。（同時(shí)強(qiáng)調(diào)理論的重要性）。 應(yīng)該認(rèn)真研讀《微弱信號(hào)檢測(cè)》（高晉占）一書(shū)相關(guān)章節(jié)； 只有在理論的指

14、導(dǎo)下進(jìn)行設(shè)計(jì)，才能出現(xiàn)高水平的作品。許多制作優(yōu)良的作品，因?yàn)閷?duì)相關(guān)檢測(cè)技術(shù)與理論理解不夠準(zhǔn)確，使作品未能達(dá)到預(yù)定要求。,考點(diǎn)3：考察學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)靈活處理具體專(zhuān)業(yè)問(wèn)題的能力 例如，在信號(hào)幅度動(dòng)態(tài)范圍的處理，衰減器衰減系數(shù)的 確定，以及交流放大器等的設(shè)計(jì)中，一些作品僅因?yàn)橐恍┘?xì)節(jié)問(wèn)題處理不當(dāng)，影響整個(gè)作品未能達(dá)標(biāo)。,,,,(1) 題意及考點(diǎn),(2) 鎖定放大器設(shè)計(jì)要點(diǎn),相敏檢波器的設(shè)計(jì) 低通濾波器的設(shè)計(jì) 衰減器衰減系數(shù)

15、的確定 交流放大器的設(shè)計(jì),(1) 題意及考點(diǎn),2．相關(guān)賽題分析,(2) 鎖定放大器設(shè)計(jì)要點(diǎn),相敏檢波器方式及器件的選擇： 模擬乘法器式相敏檢波器：例， AD630等 開(kāi)關(guān)式相敏檢波器：例，CD4053（采用者最多） OPA690 (具有關(guān)斷功能運(yùn)放) IRF3205 ( MOS管),,開(kāi)關(guān)式相敏檢波器的功能相當(dāng)于參考信號(hào)r(t)幅度為

16、77;1方波時(shí)的模擬乘法器式相敏檢波器。開(kāi)關(guān)式的輸出信號(hào)幅度不受參考信號(hào)幅度不穩(wěn)的影響，且能克服模擬乘法器的非線性，檢測(cè)精度較高，是本題首選方案。實(shí)際上，由于本題精度要求不高，兩種方案都能滿足要求。,相敏檢波器的設(shè)計(jì),,,開(kāi)關(guān)式相敏檢波器分析,x(t)為正弦： x(t)=Vscos(w0t+q),r(t)為方波：,相敏檢測(cè)器輸出：,低通濾波器輸出：,,與Vs Vr θ 三者成正比,(2) 鎖定放大器設(shè)計(jì)要點(diǎn),開(kāi)關(guān)式相敏檢波器分析,

17、① 令VS、Vr 值固定，鑒相。檢測(cè)兩個(gè)信號(hào)之間的相位差θ，② 令θ、Vr 值固定，鑒幅。即檢測(cè)被測(cè)信號(hào)的幅度VS。,顯然，鎖定放大器中的相敏檢波器屬于第二種類(lèi)型的應(yīng)用。,開(kāi)關(guān)式相敏檢波器輸出：,鎖定放大器中相敏檢波器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)：,參考信號(hào)與被測(cè)信號(hào)同頻， 參考信號(hào)的幅值Vr固定并盡量大； 相位差θ值固定，且cosθ值盡量大。（θ=？）,,相敏檢波器參考信號(hào)相位 θ 的選擇：,為了使相敏檢波器輸出盡量大，選取θ=0o （cos0o

18、=1）。,,Vr 、θ值固定。取θ=0o （cos0o=1），以使檢波器輸出盡量大。,但是，約有10～20% 的參賽隊(duì)采取了自動(dòng)移相檢測(cè)方案：,每次測(cè)量都令移相電路進(jìn)行0o～180o的掃描，且每步進(jìn)移相一步就進(jìn)行一次測(cè)量，最后取最大的輸出值為測(cè)量結(jié)果。,① 測(cè)量一個(gè)數(shù)據(jù)約需1～3分鐘的時(shí)間，這是不允許的；② 由于步進(jìn)移相值一般為10o，誤差較大，一致性也較差。③ 簡(jiǎn)單問(wèn)題復(fù)雜化，流程復(fù)雜，故障率高。,通過(guò)與學(xué)生交流得知，這些參賽隊(duì)的

19、設(shè)計(jì)水平一般較高。但由于對(duì)鎖定放大器的原理的理解存在問(wèn)題，作品指標(biāo)不好。,本題相敏檢波器用于檢幅。,(2) 鎖定放大器設(shè)計(jì)要點(diǎn),低通濾波器的設(shè)計(jì),,（1）輸入信號(hào)S(t)的頻率為1000Hz，幅度10μV～1mV。（2）另一信號(hào)源產(chǎn)生一個(gè)頻率為1050～2100Hz的正弦信號(hào)作為n(t)，然后通過(guò)加法器電路實(shí)現(xiàn)S(t)與n(t)的1：1或1：10的疊加，并加在放大器的輸入端。,題目相關(guān)要求（簡(jiǎn)寫(xiě)）,確定截止頻率與階數(shù)； 濾波器電路的

20、設(shè)計(jì)（略）,,輸入信號(hào)S(t)的頻率為1000Hz，干擾信號(hào)頻率為1050～2100Hz。,設(shè)：x(t)為正弦波含單頻噪聲（單頻噪聲頻率范圍為1050Hz～2100Hz）， r(t)為正弦波（只取方波的基頻，以簡(jiǎn)化分析） x(t)= Vscos(?0t+θ)+ Vncos(?nt+a) r(t)= Vrcos ?0t up(t)=x(t)·r(t) = 0.5VsVrcosθ +

21、 VsVrcos(2?0t +θ)+0.5Vncos[(?n+?0)t+a]+ 0.5Vncos[(?n-?0)t+a],共存在三組交流分量，其頻率分別為：2?0 的頻率為 2×1000Hz=2000H?n+?0 的頻率為（1050Hz～2100Hz）+1000Hz = 2050Hz～3100Hz?n-?0 的頻率為（1050Hz～2100Hz）-1000Hz = 50Hz～1100Hz,,(2) 鎖定放大器設(shè)計(jì)

22、要點(diǎn),低通濾波器的設(shè)計(jì),,確定截止頻率與階數(shù)；,,,,結(jié)論：應(yīng)該重點(diǎn)考慮濾除頻率為 50Hz 諧波信號(hào)!!！,重點(diǎn)考慮頻率為 50Hz 的諧波信號(hào)的濾除?。?！,一階低通濾波器特性： -20dB/十倍頻； 二階低通濾波器特性： -40dB/十倍頻； 三階低通濾波器特性： -60dB/十倍頻；,為滿足測(cè)量誤差小于10%的題目要求，擬設(shè)計(jì)一個(gè)截止頻率小于 5Hz，二階以上的低通濾波器，,低通濾波器的設(shè)計(jì),確定截止頻率與階數(shù)；,在測(cè)試作

23、品及評(píng)閱報(bào)告中，發(fā)現(xiàn)大部分參賽隊(duì)缺乏對(duì)低通濾波器的具體分析及設(shè)計(jì)步驟！,(2) 鎖定放大器設(shè)計(jì)要點(diǎn),濾波器電路的設(shè)計(jì)（略）,,,輸入信號(hào)S(t)頻率為1000Hz，幅度為10μV～1mV（有效值）。由于常規(guī)儀器難以提供（和測(cè)量）μV級(jí)信號(hào)，需要通過(guò)適合加大信號(hào)源輸出幅度，然后通過(guò)電阻分壓的方法獲得小幅度信號(hào)。分壓比需要自定。另一信號(hào)源產(chǎn)生一個(gè)1050～2100Hz的正弦波信號(hào)作為n(t)，然后通過(guò)加法器電路實(shí)現(xiàn)S(t)與n(t)的1:

24、1疊加，并加在輸入端。要求放大器對(duì)S(t)信號(hào)的測(cè)量誤差小于10%。增加n(t)幅度，使之等于10S(t)，然后疊加在放大器的輸入端。要求鎖定放大器對(duì)S(t)信號(hào)的測(cè)量誤差小于10%。,題目要求（簡(jiǎn)寫(xiě)）,衰減器分壓比的確定,,(2) 鎖定放大器設(shè)計(jì)要點(diǎn),方案1：被測(cè)信號(hào)和干擾信號(hào)分別 衰減后再疊加。,,,方案2：被測(cè)信號(hào)和干擾信號(hào)先疊加 然后再衰減。,,,衰減器分壓比的確定,,(2) 鎖定放大器設(shè)計(jì)要點(diǎn)

25、,,,,,,,,,,微弱信號(hào),,,衰減器輸出電壓范圍為10μV～11mV（有效值），即28μV～30.8mV（峰峰值）。由于信號(hào)發(fā)生器的最大輸出峰峰值為20V，則20V/30.8mV=650，取衰減倍數(shù)為600倍 為減少信號(hào)源本底噪聲影響，信號(hào)源最小輸出電壓峰峰值＞10mV。本設(shè)計(jì)衰減器的衰減倍數(shù)為600倍，則當(dāng)衰減器輸出電壓峰峰值為28μV時(shí)，要求信號(hào)源輸出電壓峰峰值為16.8mV，滿足＞10mV（峰峰值）的要求。,許多作品衰減器

26、的衰減倍數(shù)設(shè)計(jì)為1000倍，則當(dāng)衰減器輸出峰峰值為30.8mV 時(shí)，要求信號(hào)源輸出峰峰值為30.8V，一般信號(hào)源不能提供。 若衰減倍數(shù)設(shè)計(jì)為100倍，則……,,,處理10μV級(jí)小幅度信號(hào)需選擇低噪運(yùn)放并注意制作布線工藝。 設(shè)交流放大器供電電壓為±5V，考慮電源軌限制，可估計(jì)交流放大器的輸出電壓最大范圍是±4V （峰峰值）。 為了提高測(cè)量精度，在輸出電壓不超出±4V的前提下，交流放大倍數(shù)應(yīng)盡量大，

27、但過(guò)大倍數(shù)將導(dǎo)致放大器性能不穩(wěn)定，應(yīng)兼顧考慮。（一般選≤1000） 輸入信號(hào)的最大最小幅值相差100倍，為了使最小幅值信號(hào)得到足夠的放大，同時(shí)保證最大幅值信號(hào)不溢出，可將放大器的倍數(shù)分為2～3檔。 兼顧以上因素，放大器可分為2檔：一檔為100倍，用于放大1mV～11mV（有效值）的信號(hào)，另外一檔為1000倍，放大10μV～1mV（有效值）信號(hào)。,(4) 交流放大器的設(shè)計(jì),,,,(3) 評(píng)審結(jié)果分析,湖北賽區(qū) C 題參賽總隊(duì)數(shù)：116

28、隊(duì),,測(cè)評(píng)表（稍微有改動(dòng)）,,運(yùn)放應(yīng)用（35分）,,相敏檢波器（15分）,,鎖定放大器的性能（50分）,,測(cè)評(píng)表（稍微有改動(dòng)）,能同時(shí)完成第（6）項(xiàng)及第（7）項(xiàng)者，可獲一等獎(jiǎng)及以上（大于90分）；能完成第（6）項(xiàng)及部分第（7）項(xiàng)者，一般可獲二等獎(jiǎng)（大于70分）； 能完成第（6）項(xiàng)，但不能完成第（7）項(xiàng)的主要原因是，衰減器分壓比例設(shè)置不當(dāng)。 能完成第（8）項(xiàng)主要取決于整體設(shè)計(jì)水平，尤其是交流放大器和相敏檢波器設(shè)計(jì)水平、包括設(shè)計(jì)

29、方案、核心器件的選擇以及布線等工藝水平,只有4-5隊(duì)能完成第（8）項(xiàng)。,進(jìn)一步加強(qiáng)基本電路的訓(xùn)練；（80%) 重視理論的指導(dǎo)作用(重視原著)； 加強(qiáng)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)靈活處理問(wèn)題的能力。,該題知識(shí)點(diǎn)豐富，上手容易，難度適中，非常適合做為模擬技術(shù)賽前訓(xùn)練題； 建議把原題測(cè)量誤差要求從10%改為2%。,建議：,幾點(diǎn)意見(jiàn)：,(3) 評(píng)審結(jié)果分析,① 作品制作與測(cè)試: 100分 ② 寫(xiě)作(設(shè)計(jì)報(bào)告): 20分,難度大，進(jìn)一步提高

30、很困難,難度低，稍加注意即可獲較好成績(jī),,,湖北賽區(qū)2001年A題評(píng)審原始紀(jì)錄（前十名）: 測(cè)試成績(jī)6、8名被淘汰！,,,4．設(shè)計(jì)報(bào)告的撰寫(xiě),有時(shí)候，“設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告”的成績(jī)會(huì)在作品排序中起到很重要的作用！,（112.67-108.27 = 4.4分）,—— 認(rèn)真閱讀全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽實(shí)施過(guò)程說(shuō)明第11條,《設(shè)計(jì)報(bào)告》文字應(yīng)控制在8000字以?xún)?nèi)，第一頁(yè)為300字以?xún)?nèi)的設(shè)計(jì)中文摘要，正文采用小四號(hào)宋體字，標(biāo)題字號(hào)自定，一律采用A4

31、紙縱向打印?！对O(shè)計(jì)報(bào)告》每頁(yè)上方必須留出3cm空白，空白內(nèi)不得有任何文字，每頁(yè)右下端注明頁(yè)碼。,11. 《設(shè)計(jì)報(bào)告》寫(xiě)作與裝訂要求,規(guī)定：正文限制在6頁(yè)內(nèi)為符合要求。若超過(guò)6頁(yè)，每多1頁(yè)扣1分，一直扣滿 5 分為止。（很?chē)?yán)厲） 注：完整電路及核心程序等相關(guān)內(nèi)容可以附件形式附在正文后面,（1）設(shè)計(jì)報(bào)告正文控制在8000字以?xún)?nèi)。超過(guò)扣分！,4．設(shè)計(jì)報(bào)告的撰寫(xiě),根據(jù)全國(guó)專(zhuān)家組評(píng)審《設(shè)計(jì)報(bào)告》的原則，湖北賽區(qū)曾經(jīng)制定過(guò)一個(gè)評(píng)審

32、《設(shè)計(jì)報(bào)告》的評(píng)分細(xì)則，僅供參考！,(2)，設(shè)計(jì)報(bào)告的內(nèi)容一定要涵蓋設(shè)計(jì)報(bào)告評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)中的主要內(nèi)容！否則扣除相應(yīng)的分?jǐn)?shù)！,,四、設(shè)計(jì)報(bào)告評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),以“數(shù)字示波器”為例說(shuō)明,僅供參考！,摘要一、系統(tǒng)方案1. 方案比較與選擇2. 系統(tǒng)總體方案描述 二、理論分析與計(jì)算 1.等效采樣分析 2.垂直靈敏度 3.掃描速度 4.示波器顯示三、主要功能電路設(shè)計(jì)1. 輸入電路設(shè)計(jì)2. 采樣保持電路設(shè)計(jì)3. 觸發(fā)電路設(shè)計(jì)4. 顯示電

33、路設(shè)計(jì)5. 控制電路設(shè)計(jì)四、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)五、測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果1. 測(cè)試使用的儀器及型號(hào)2. 測(cè)試方案 3. 測(cè)試結(jié)果記錄4. 測(cè)試結(jié)果分析（結(jié)論）,,四、設(shè)計(jì)報(bào)告評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),,一、系統(tǒng)方案（共4分） 1.方案比較與選擇（3分） 方案一：× × × （簡(jiǎn)述方案的基本原理、并根據(jù)題目要求的功能指標(biāo)，對(duì)方案的可行性進(jìn)行論證。一般需要用框圖表示。）

34、 方案二： × × × ┄┄┄┄ ┄┄┄┄ ┄┄┄┄ 方案二： × × × ┄┄┄┄ ┄┄┄┄ ┄┄┄┄ 綜合以上分析，本設(shè)計(jì)擬采用方案×予以實(shí)現(xiàn)。 2. 系統(tǒng)總體方案描述 （1分） （給出系統(tǒng)組成框圖，并對(duì)系統(tǒng)的各模塊的功能進(jìn)行說(shuō)明 ）,方案比較與選擇評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):

35、 如果不采用多方案比較，扣3分；如果采用l多方案比較，將根據(jù)描述的正確性、優(yōu)良性，給1～3分。,4．設(shè)計(jì)報(bào)告的撰寫(xiě),,四、設(shè)計(jì)報(bào)告評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),,二、理論分析與計(jì)算（共6分） 1. 等效采樣分析（2分） 2. 垂直靈敏度（2分） 3. 掃描速度（2分） 4. 示波器顯示,評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：一定要包含有競(jìng)賽題目中主要內(nèi)容中提出3個(gè)知識(shí)點(diǎn)，如果漏寫(xiě)某項(xiàng)，將直接扣掉相應(yīng)分?jǐn)?shù)。各項(xiàng)知識(shí)點(diǎn)的描

36、述將根據(jù)描述的正確性和完整性給分。,4．設(shè)計(jì)報(bào)告的撰寫(xiě),三、主要功能電路設(shè)計(jì)（共2.5分） 1. 輸入電路設(shè)計(jì) 2. 采樣保持電路設(shè)計(jì) 3. 觸發(fā)電路設(shè)計(jì) 4. 顯示電路設(shè)計(jì) 5. 控制電路設(shè)計(jì) 四、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)（共1.5分） （ 給出流程圖，敘述其基本流程，對(duì)其中某些重要的算法及實(shí)現(xiàn)方法予以說(shuō)明。也可以把FPGA的程序設(shè)計(jì)內(nèi)容在該

37、部分說(shuō)明）,評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：電路及軟件設(shè)計(jì)描述的正確性、完整性；電路圖、流程圖的正確性、規(guī)范性和完整性。,,四、設(shè)計(jì)報(bào)告評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),,4．設(shè)計(jì)報(bào)告的撰寫(xiě),五、測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果 1.測(cè)試使用的儀器及型號(hào) （給出使用的主要儀器及型號(hào)） 2.測(cè)試方案 （簡(jiǎn)述測(cè)試方法） 3.測(cè)試結(jié)果記錄 （一般采用表格的方式） 4.測(cè)試結(jié)果分析（結(jié)論） （一般應(yīng)首先說(shuō)明作品的成功性，對(duì)某些內(nèi)

38、容（例如，誤差）進(jìn)行分析，對(duì)未達(dá)指標(biāo)部分的原因進(jìn)行分析）,,四、設(shè)計(jì)報(bào)告評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),,4．設(shè)計(jì)報(bào)告的撰寫(xiě),摘要 中文摘要，控制在300字以?xún)?nèi)； 用最精煉的語(yǔ)言寫(xiě)明：根據(jù)什么原理，采用什么方法，得到了什么結(jié)果，有什么特色。 2. 正文的結(jié)構(gòu)，圖表的規(guī)范性 同本科畢業(yè)論文的要求基本一致。3. 其他 例1，不能存在概念性的錯(cuò)誤。如存在，將視程度扣分，扣分額度不受限制。 例2，不能出現(xiàn)太多低級(jí)錯(cuò)誤。比如，規(guī)定每

39、出現(xiàn)5個(gè)錯(cuò)別字扣1分，直至扣完3分為止。,,四、設(shè)計(jì)報(bào)告評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),,4．設(shè)計(jì)報(bào)告的撰寫(xiě),“測(cè)評(píng)”環(huán)節(jié)的重要性,據(jù)了解，約半數(shù)學(xué)生在賽場(chǎng)的測(cè)評(píng)與原測(cè)試結(jié)果基本一致；有相當(dāng)比例的作品在賽場(chǎng)測(cè)評(píng)中沒(méi)有達(dá)到原有水平；也有極少數(shù)學(xué)生認(rèn)為作品賽場(chǎng)測(cè)評(píng)效果比原測(cè)試效果好。有部分作品沒(méi)有在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成預(yù)定的測(cè)試項(xiàng)目；還有部分作品（包括部分高水平的作品）在現(xiàn)場(chǎng)燒毀；,一個(gè)設(shè)計(jì)正確、制作良好的作品，必須經(jīng)過(guò)認(rèn)真的調(diào)試才能達(dá)到預(yù)定的技術(shù)指標(biāo)。否則可

40、能前功盡棄。,“調(diào)試”環(huán)節(jié)的重要性,亟待在賽前訓(xùn)練中加強(qiáng)“測(cè)試技術(shù)水平”的訓(xùn)練力度！,5．調(diào)試與測(cè)評(píng),掌握儀器的正確使用方法及電路調(diào)整技術(shù)。 學(xué)會(huì)正確選擇的測(cè)試點(diǎn)!!! 為了在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中達(dá)到理想的結(jié)果，強(qiáng)烈 建議作品事先留好與技術(shù)指標(biāo)相關(guān)的測(cè)試點(diǎn)。 焊接要可靠，布線要合理。特別加強(qiáng)學(xué)生如何正確接地、去耦、屏蔽及合理布線方面的訓(xùn)練。這是取得理想測(cè)試結(jié)果的保證。,幾點(diǎn)建議：,建議一， 加強(qiáng)學(xué)生測(cè)試能力的訓(xùn)練,建議二， 掌握相關(guān)指標(biāo)的測(cè)

41、試方法，制定正確的測(cè)試方案。,電子測(cè)量?jī)x器設(shè)計(jì)制作完成之后，應(yīng)對(duì)其性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，以判定設(shè)計(jì)制作的電子儀器是否達(dá)到預(yù)定的要求。各指標(biāo)的測(cè)試方案應(yīng)該參照國(guó)家頒布的有關(guān)電子測(cè)量?jī)x器的檢定規(guī)程。 以?xún)x器測(cè)量誤差為例，簡(jiǎn)述數(shù)字式電子儀器的檢定與測(cè)試方法。,5．調(diào)試與測(cè)評(píng),,數(shù)字儀器測(cè)量誤差的檢定一般有直接比較法和標(biāo)準(zhǔn)源法兩種。 ① 直接比較法：標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字儀器和被檢定的數(shù)字儀器測(cè)量同一被測(cè)量，然后根據(jù)兩儀器顯示值來(lái)確定被檢儀器的誤

42、差。 該方法要求：標(biāo)準(zhǔn)儀器的誤差要小于被檢儀器誤差的1/3以上；位數(shù)比被檢儀器至少多一位；量程要盡量和被檢儀表盡量一致。,,,例如，2010年“自動(dòng)電阻測(cè)試儀”電阻測(cè)量誤差的檢定方法。,要求被測(cè)電阻測(cè)試儀的測(cè)量誤差為±（1%讀數(shù)＋2字），位數(shù)為三位半,全國(guó)測(cè)試時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)儀器采用了五位半數(shù)字多用表，其電阻測(cè)量誤差為±（0.02%讀數(shù)＋2字）。,建議二， 掌握相關(guān)指標(biāo)的測(cè)試方法，制定正確的測(cè)試方案。,,① 直接比較

43、法： ② 標(biāo)準(zhǔn)源法：被檢數(shù)字儀器直接測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源產(chǎn)生的信號(hào)。 該方法要求：要求標(biāo)準(zhǔn)源提供的信號(hào)的誤差小于被檢儀表誤差的1/3以上；位數(shù)比被檢儀表至少多一位。,采用雙通道DDS函數(shù)信號(hào)發(fā)生器做為標(biāo)準(zhǔn)儀器。其最高輸出頻率為240MHz，頻率周期的誤差≤10-5 。,,要求被測(cè)頻率計(jì)最高輸出頻率≥100MHz，頻率周期誤差≤10-4 ；,例如，2015年“數(shù)字頻率計(jì)”頻率周期測(cè)量誤差的檢定方法。,建議二， 掌握相關(guān)指標(biāo)的測(cè)試方法

44、，制定正確的測(cè)試方案。,,建議一，加強(qiáng)學(xué)生測(cè)試能力的訓(xùn)練,建議二，掌握相關(guān)參數(shù)的測(cè)試方法，制定正確的測(cè)試方案。,建議三，熟悉測(cè)試規(guī)則和流程，好充分的測(cè)試準(zhǔn)備和計(jì)劃。,全國(guó)專(zhuān)家組制定的測(cè)試規(guī)則和流程要點(diǎn)：,,測(cè)試準(zhǔn)備：正式測(cè)試前有20或30分電路恢復(fù)和測(cè)試準(zhǔn)備時(shí)間，允許學(xué)生重新焊接虛焊點(diǎn)，但不準(zhǔn)更換可編程類(lèi)型器件。,正式測(cè)試：測(cè)試、問(wèn)答總時(shí)間為20或30分，由評(píng)審專(zhuān)家指揮，學(xué)生具體操作；測(cè)試按照全國(guó)統(tǒng)一的測(cè)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)，三位專(zhuān)家分別記錄。如果

45、超時(shí)將結(jié)束測(cè)試，并依已記錄的項(xiàng)目給分。如果在測(cè)試過(guò)程中出現(xiàn)意外故障，限在5分鐘內(nèi)調(diào)整恢復(fù)。超過(guò)5分鐘不能恢復(fù)將結(jié)束測(cè)試，并依已記錄的項(xiàng)目給分。,5．調(diào)試與測(cè)評(píng),參加測(cè)試前，制定一個(gè)測(cè)試方案與測(cè)試流程，做好人員分工。為了達(dá)到理想的測(cè)試效果，需要合理選擇測(cè)試位置，并事先留好測(cè)試點(diǎn)。測(cè)試準(zhǔn)備時(shí)間：要充分利用好這20或30分鐘，做好電路恢復(fù)和測(cè)試準(zhǔn)備。某些作品應(yīng)事先設(shè)置好相關(guān)調(diào)整電路，以利于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試與比對(duì)。正式測(cè)試時(shí)間：按照預(yù)先的分工，預(yù)

46、先制定的測(cè)試方案與測(cè)試流程進(jìn)行測(cè)試，既要抓緊確保按時(shí)完成，又要做到安全和準(zhǔn)確。,參賽學(xué)生應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題,,測(cè)試準(zhǔn)備：正式測(cè)試前有20或30分電路恢復(fù)和測(cè)試準(zhǔn)備時(shí)間，允許學(xué)生重新焊接虛焊點(diǎn)，但不準(zhǔn)更換可編程類(lèi)型器件。,正式測(cè)試：測(cè)試、問(wèn)答總時(shí)間為20或30分，由評(píng)審專(zhuān)家指揮，學(xué)生具體操作；測(cè)試按照全國(guó)統(tǒng)一的測(cè)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)，三位專(zhuān)家分別記錄。如果超時(shí)將結(jié)束測(cè)試，并依已記錄的項(xiàng)目給分。如果在測(cè)試過(guò)程中出現(xiàn)意外故障，限在5分鐘內(nèi)調(diào)整恢復(fù)。超過(guò)5

47、分鐘不能恢復(fù)將結(jié)束測(cè)試，并依已記錄的項(xiàng)目給分。,確保供競(jìng)賽使用的儀器和電源的質(zhì)量，包括探頭等相關(guān)附件。電賽專(zhuān)用實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備水平應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)。例如，頻率進(jìn)一步提高是個(gè)趨勢(shì)，建議有條件的供電賽專(zhuān)用的實(shí)驗(yàn)室配備幾套高檔儀器設(shè)備（建議配備500MHz及以上數(shù)字示波器、的200MHz及以上高信號(hào)質(zhì)量信號(hào)源，中檔頻譜分析儀等），以適應(yīng)高頻技術(shù)的訓(xùn)練。有條件的實(shí)驗(yàn)室可以考慮配備一套適用的制版機(jī)設(shè)備。電賽中，幾乎所有成功的高頻賽題的作品都采用（或局