2011全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

電子設(shè)計(jì)大賽終于結(jié)束了，然而這經(jīng)歷的一個(gè)多月卻構(gòu)成了我大學(xué)生活難以割舍的部分，在這兩個(gè)月里，經(jīng)歷了挫折與快樂，質(zhì)疑與堅(jiān)持，無奈與渴望，也讓我對(duì)團(tuán)隊(duì)精神有了更多的認(rèn)識(shí)，這個(gè)夏天感謝電子設(shè)計(jì)大賽!

此次電子設(shè)計(jì)大賽我們組投入的精力比較多，因此獲益良多。我先著手于大的方向，然后在結(jié)合我所負(fù)責(zé)的方面展開。

在電子設(shè)計(jì)大賽培訓(xùn)前一階段會(huì)有很多的講座，接著有一個(gè)月左右的自行安排的時(shí)間。電子設(shè)計(jì)大賽的題目一般有五類方向，信號(hào)類，電源類，自動(dòng)類，通信類，控制類。我們首先要根據(jù)三個(gè)組員的實(shí)力，愛好，專業(yè)在這五類中選擇方向。當(dāng)時(shí)學(xué)院在此之前有兩天關(guān)于信號(hào)類題的培訓(xùn)，再加上我們專業(yè)也有關(guān)于信號(hào)處理方面的，所以我們組的主方向是信號(hào)類，輔方向是通信類和電源類的。

選好大方向后，對(duì)于學(xué)院這么多的講座我們可以選擇性的聽取。剛開始我充滿了熱情，幾乎所有的講座都去聽，PIC,FPGA,PID算法都聽過但最后都沒怎么用上，學(xué)的也不是很好。因此每個(gè)組選好方向后組長(zhǎng)最好根據(jù)組員的情況把各個(gè)組員負(fù)責(zé)的任務(wù)分配下來。分配任務(wù)時(shí)三個(gè)人的主要的任務(wù)要明確，但還要顧及到其他人的任務(wù)。特別是組長(zhǎng)，他一定要能勝任各方面的工作，對(duì)突發(fā)事件能夠游刃有余。我們組當(dāng)時(shí)組長(zhǎng)是負(fù)責(zé)大方向的，此外單片機(jī)和DSP這塊也是他負(fù)責(zé)的，我負(fù)責(zé)電路設(shè)計(jì)和調(diào)試，另一組員負(fù)責(zé)畫板和制版。各組員的主方向都很明確，但我們平時(shí)也會(huì)相互協(xié)作。比如調(diào)電路，有時(shí)我調(diào)，有時(shí)組長(zhǎng)調(diào)，有時(shí)調(diào)不出來時(shí)咋三一起上。同時(shí)，比賽期間突發(fā)狀況會(huì)很多，這次我們選的是信號(hào)類E題，拿到題目后，三個(gè)濾波器，曼切斯特編碼和偽隨機(jī)碼都得電路來實(shí)現(xiàn)，電路實(shí)現(xiàn)后才能后續(xù)的工作。我當(dāng)時(shí)先選的是濾波器的設(shè)計(jì)，組長(zhǎng)和另一組員就討論著做其他的電路。因此每個(gè)組員的主方向要明確但要靈活，組員之間要有交集。組里成員的任務(wù)明確后就可以分工合作，各自選自己負(fù)責(zé)的方向去聽取講座。這樣效率高又不會(huì)浪費(fèi)時(shí)間。

講座是老師講，我們聽，效果不是很大。真正重要的是接下來的一個(gè)月的培訓(xùn)，這時(shí)沒有老師整天監(jiān)督我們，擠牙膏式的教學(xué)不存在了，關(guān)鍵在于我們自己管理和安排上。我們可以根據(jù)自己組的大方向，做3~5道歷年的真題，基本上一個(gè)星期完成一道。在這一個(gè)月期間，各組成員要針對(duì)所做的題目把自己負(fù)責(zé)的方面日臻完美。由于培訓(xùn)時(shí)很多組在一個(gè)大的實(shí)驗(yàn)室里，組與組之間可以相互交流。特別是PIC各個(gè)控制的算法，電路設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)，以及畫板和制版的技巧等。另外，自己要多獨(dú)立思考，不懂的問題要在網(wǎng)上收資料，或者找老師解決。

在這一個(gè)月中要完成的任務(wù)有很多。我初步歸納了有五點(diǎn)，第一，完成4道歷年電子設(shè)計(jì)大賽的真題，并參考?xì)v年獲獎(jiǎng)作品，發(fā)現(xiàn)自己的不足和缺點(diǎn)。第二，做一些電賽期間可能做到的模塊，比如，直流電源，最小系統(tǒng)，一些比較貴重的芯片插座等。第三，在完成題目的過程中要熟悉各種儀器的使用，比如示波器，電源，信號(hào)發(fā)生器。這三個(gè)是基本的，若是做通信類的題目的還要熟悉掃頻儀的用法。電子設(shè)計(jì)大賽時(shí)，我們拿到題時(shí)要用示波器顯示眼圖，當(dāng)時(shí)我就傻眼了，沒聽過，這就是基本功沒做好。第四，組員要協(xié)調(diào)配合一下，就像我前面說的，組員之間要有交集。不要等到比賽時(shí)出問題，到時(shí)就后悔莫及了。第五，要提升各自的能力，不要想著把全部知識(shí)都學(xué)好，到頭來什么學(xué)到的都只是皮毛。總之，光陰似箭，一定要珍惜這一個(gè)月。

在這次的電子設(shè)計(jì)大賽中，我負(fù)責(zé)電路設(shè)計(jì)和調(diào)試。培訓(xùn)期間設(shè)計(jì)過電源，直流穩(wěn)壓源和無限收發(fā)模塊，比賽時(shí)設(shè)計(jì)了三個(gè)濾波器。感觸最深的還是濾波器的設(shè)計(jì)，那么我就結(jié)合濾波器是設(shè)計(jì)分享下經(jīng)驗(yàn)。

首先，根據(jù)題目要求提取要求設(shè)計(jì)濾波器的參數(shù)，利用filterlab軟件工具設(shè)計(jì)出濾波器的電容電阻值，然后再根據(jù)題目給出的條件計(jì)算出帶寬增益積等參數(shù)選擇合適的放大器，這一步非常重要，放大器一旦選錯(cuò)就前功盡棄。在選放大器之前，我們可以先考慮學(xué)院現(xiàn)有的放大器，在網(wǎng)上把他們的芯片資料全找出來，認(rèn)真的讀取，特別關(guān)注他們的參數(shù)極限值，帶寬增益積，還有芯片手冊(cè)上配置的參數(shù)圖(這一步要在培訓(xùn)期間就做好)。如果學(xué)院沒有符合要求的放大器，就只能在網(wǎng)上搜，另外電賽期間也會(huì)有電子產(chǎn)品的公司來推廣他們的產(chǎn)品，到時(shí)也可以咨詢一下。

選好運(yùn)算放大器后就開始Multisim仿真，這一步主要是要熟悉Multisim仿真軟件的用法，用軟件仿真的結(jié)果一般都很完美，但理論和實(shí)際還是有差距的。但我并不是說仿真沒用，其實(shí)我每次都是把仿真的好了的電路圖交給另一組員去畫板的，而且有些不用調(diào)試效果就很好了。另外，為了方便調(diào)試，建議同學(xué)們以后做低通濾波器是，部分電阻用電位器代替。

待板子做好后，就可以開始調(diào)試了，首先說明一下調(diào)試的幾個(gè)關(guān)鍵，第一，要熟練掌握各種儀器的用法，比如示波器的常見的幾個(gè)用法，顯示波形有三種方式，直流，交流，接地這三類的聯(lián)系與區(qū)別，怎么利用示波器調(diào)出信號(hào)的波紋電壓，怎么遠(yuǎn)距離使用示波器探頭等等。第二，要注意各元器件的極限值。培訓(xùn)期間，我?guī)土硪唤M調(diào)試電路時(shí)沒怎么注意電容的最大耐壓值，結(jié)果不禁意間爆了二個(gè)電容。還有一次記錯(cuò)了芯片的最大耐壓值，結(jié)果裂了一塊芯片，當(dāng)時(shí)老師都被振住了，專門過來幫忙檢測(cè)錯(cuò)誤。其實(shí)這些都是低級(jí)錯(cuò)誤，只要細(xì)心一些就可避免。

對(duì)于低通濾波器，調(diào)試時(shí)主要是看他的頻率特性，可以用示波器點(diǎn)頻法測(cè)試。也因?yàn)辄c(diǎn)頻法太麻煩，當(dāng)時(shí)我們就只是測(cè)試了截至頻率和10倍頻程處，如果這二處符合題目要求，我們就認(rèn)為是合理的。但是到了測(cè)評(píng)現(xiàn)場(chǎng)，負(fù)責(zé)我們這組的老師不但要檢測(cè)這些點(diǎn)還要看一下濾波器的整體的性能，也即全部點(diǎn)都得掃描一遍。濾波器的特性除了要滿足截至頻率和10倍頻程外，還有二點(diǎn)是值得注意的，第一，防止低頻地方有過沖的現(xiàn)象;第二，濾波器的下降速度，不能太平緩。

如果是做我這方面的，有幾點(diǎn)建議和提醒。設(shè)計(jì)電路不要太局限，多看一些這個(gè)方面的資料。舉個(gè)例子，我們平時(shí)接觸的給運(yùn)算放大器供電時(shí)要么是單電源，要么是正負(fù)電源絕對(duì)值一樣的雙電源供電，也可以有這種情況，雙電源供電時(shí)正電源是+12V，負(fù)電源卻只是-5V。此外，模電課本上有很多實(shí)用的電路平時(shí)可以嘗試著做做，比如加法器電路，反相器電路，信號(hào)發(fā)生器電路(正弦波，三角波，方波的)電路，書后面提到的設(shè)計(jì)電源的電路等。這些都是基礎(chǔ)，一定要做好。測(cè)試時(shí)還規(guī)定了使用的儀器，不能使用有存儲(chǔ)，記憶功能的儀器，電賽期間我們一直使用的是帶有記憶功能的示波器，然后到了測(cè)評(píng)現(xiàn)場(chǎng)，讓我們重新使用一臺(tái)無記憶功能的示波器，當(dāng)時(shí)不怎么熟悉這個(gè)無記憶功能的示波器，調(diào)試時(shí)就有點(diǎn)問題。

電子設(shè)計(jì)大賽雖然歷時(shí)只有一個(gè)月左右的時(shí)間，但是對(duì)我的鍛煉卻很大。我覺得參加電子設(shè)計(jì)大賽雖然在整個(gè)過程中會(huì)感覺很累，但是很有意義，而且我們?cè)诖髮W(xué)里能有幾次機(jī)會(huì)參加這種比賽呢，抓住機(jī)會(huì)，把握生活。

云南大學(xué)信息學(xué)院通信工程

2011-10-6