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全國電子設計競賽范文1
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?；鶞试床捎脦痘鶞孰妷涸碝C1403?？驁D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
全國電子設計競賽范文2
大學生創新性實驗項目在實施過程中也暴露出一些問題：實驗場地不夠，儀器設備有限，大部分學生在各自的宿舍里進行；教師指導不到位，學生自主解決問題的能力不強，導致項目完成質量差；對與項目相關的技術手段了解不夠深入。這些問題導致大學生創新性實驗項目不能落到實處。[2]
基于上述原因，針對新升本科院校電子類專業學生，筆者結合7年的電子設計競賽指導經驗和3年的湖南省大學生研究性學習、創新性實驗計劃項目指導經驗，探索了創新性實驗項目和電子設計競賽相結合的教學模式，有效解決了上述存在的問題，實施過程中取得了良好的效果，在2011年全國大學生電子設計競賽中獲得國家二等獎2項、湖南省一等獎2項、三等獎1項，2010年結題的湖南省大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目“智能型萬能遙控器的研究與開發”被評為“優秀項目”。
一、大學生創新性實驗項目和電子設計競賽及其相互關系
大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目（簡稱“大學生創新性實驗項目”）是高等學校教學質量與教學改革工程的重要組成部分，是提高本科教學質量和大學生綜合素質培養的重要手段。計劃的實施旨在積極探索并建立以問題和課題為核心的教學模式，倡導以學生為主體的創新性實驗改革，調動學生的主動性、積極性和創造性，激發學生的創新思維和創新意識，逐漸掌握思考問題、解決問題的方法，提高其創新能力和實踐能力。[3]全國大學生電子設計競賽是教育部高等教育司、工業和信息化部人事教育司共同舉辦，瑞薩電子（中國）有限公司協辦的面向全國高等學校大學生的群眾性科技活動，目的在于培養大學生的創新能力、團隊協作精神，提高學生針對實際問題進行電子綜合設計與調試的能力。[4]隨著高等教育的發展，大學生創新性實驗項目和電子設計競賽的關系會越來越密切。兩者都是屬于課外科技活動，目的在于培養學生的創新能力和團隊協作精神；大學生創新性實驗項目重視過程管理，強調學生在項目實施過程中創新思維、創新實踐能力的鍛煉和培養，而不是注重學生的研究成果，這在一定程度上減輕了學生的心理負擔，提高了學生參與創新性實驗項目的積極性。而電子設計競賽卻非常重視競賽的成績，因為競賽成績直接影響到學校的招生、競賽經費的多少、教師職稱的晉升、學生是否有保研資格和就業等問題。所以，將兩者結合不僅可以取長補短，而且可以實現教學資源的共享。
二、大學生創新性實驗項目和電子設計競賽相結合教學模式的探索與實踐
1.大學生創新性實驗項目和電子設計競賽相結合教學模式的內涵
具體來說是要求參加電子設計競賽的全體學生3人一組申報大學生創新性實驗項目，申報的題目必須參考歷屆電子設計競賽的真題；同時動員和鼓勵創新性實驗項目立項成功的學生加入到電子設計競賽的隊伍，給他們提供專用的實驗室、配置高檔的儀器設備和安排“雙師型”的指導老師進行指導，使學生和指導老師既參與大學生創新性實驗項目，又參加電子設計競賽，實現了人員、場地和儀器設備等教學資源的共享，解決了競賽經費不足的問題。學生在進行創新性實驗項目過程中完成電子設計競賽，而電子設計競賽的成果反過來又豐富了大學生創新性實驗項目的內容。
2.大學生創新性實驗項目和電子設計競賽相結合教學模式的探索與實踐
湖南城市學院于2005年、2007年和2009年組隊參加湖南賽區的第七、八和九屆全國大學生電子設計競賽，分別獲成功參賽獎、省級三等獎和成功參賽獎，成績不理想。2009年10月，通信與電子工程學院院長組織幾個電子設計競賽指導老師開會，總結教訓，尋找競賽成績不好的原因，討論下一屆電子設計競賽的準備工作，在會上提出了一種大學生創新性實驗項目和電子設計競賽相結合的教學模式，2009年10月至2011年9月實踐了該教學模式，并取得了可喜的成績，下面介紹該模式的實施細則。
（1）大學生創新性實驗項目和電子設計競賽相結合教學模式的準備階段。
1）組織學生申報大學生創新性實驗項目和舉辦校內電子設計競賽。當電子設計競賽結束后，通信與電子工程學院通過專門的網站和講座的方式向電子類大學生宣傳創新性實驗項目、電子設計競賽的內容，形成創新性實驗項目和電子設計競賽所需要的氛圍，然后，成立電子課外科技活動中心，鼓勵電子類大學生參加，引導學生自己動手做一些電子小產品，培養學生的興趣。2010年4月，學校教務處組織學生申報大學生創新性實驗項目，通信與電子工程學院動員學生積極申報，要求具有副教授及以上職稱和具有碩士學位老師的必須每人帶一組學生申報大學生創新性實驗項目，共申報了25項，立項了省級1項，校級10項，參與的學生為55人，獲得項目經費3萬元。2010年6月，舉辦校內電子設計競賽，要求大學生創新性實驗項目立項成功的學生參加，鼓勵其他電子設計愛好者參加，有181名學生參加了競賽。校內競賽完全按照國家的競賽形式進行。然后，組織這55個創新性實驗項目立項成功的學生和在校內電子設計競賽中獲獎的學生共66人參加電子設計競賽第一輪培訓，這樣學生不僅可以做立項成功的大學生創新性實驗項目，又可以參加電子設計競賽培訓，有錢購買電子元器件。指導教師不僅可以在大學生創新性實驗項目中拿指導費，也可以在電子設計競賽培訓中拿指導費，積極性也提高了，緩解了競賽經費不足的問題，形成了良性循環。
2）開放實驗室，提供實訓場地，配置高檔電子測量設備和組建電子元器件庫。湖南城市學院提供了兩個面積為80平方米的實驗室做電路設計實驗室，每個實驗室配置了33張實驗桌和一套價值15萬元的電子測試設備；一個面積為120平方米的實驗室做PCB制板實驗室，配置了價值80萬元的小型工業制板設備一套；一個面積為40平方米的實驗室做電子元器件庫，采購了一批價值為12萬元的常用電子元器件。四個實驗室每天向學生開放，指導老師輪流值班。
（2）大學生創新性實驗項目和電子設計競賽相結合教學模式的培訓階段。
1）第一輪培訓。時間為2010年7月1日至8月30日，共60天。其培訓內容是：AltiumDesigner設計軟件的使用、基于AVR單片機的C語言程序設計、常用電子測試儀器的使用、設計和制作數控電壓源。
2）第二輪培訓。第一輪電子設計競賽培訓的66人通過考核選拔42人參加第二輪培訓。時間為2010年9月1日至2011年6月30日，主要是利用星期六、星期日、節假日和星期一至星期五的晚上。其培訓內容是分電源類、控制類和儀器儀表類三個方向培訓學生。有大學生創新性實驗項目的學生盡量分到一組且選擇與自己項目相關的方向，然后分方向做歷屆競賽的題目和大學生創新性實驗項目。
3）第三輪培訓與參賽。根據第二輪培訓中學生制作產品的情況選拔30人參加第三輪培訓。時間為2011年7月1日至8月30日，共60天。其培訓內容是分電源類、控制類和儀器儀表類三個方向模擬競賽的情況，在4天3晚的時間內3人為1組完成指導教師布置的模擬競賽題目和設計報告，指導教師按照電子設計競賽測試的標準測試學生制作的產品和批改設計報告，給出客觀的分數。2011年8月31日8：00至9月3日20：00是第10屆全國電子設計競賽的時間，指導教師做好后勤服務，保證學生吃好和負責及時購買電子元器件。
（3）大學生創新性實驗項目和電子設計競賽相結合教學模式的總結階段。電子設計競賽結束后，要及時組織參賽學生和指導教師召開總結會議，在會議上主要做以下幾件事情：要詳細介紹參賽作品測試的流程、注意事項和測試技巧，并在會上安排測試的準備工作；要求每位參賽學生談談自己的收獲、體會和建議，對一些合理的建議進行整理后，向院領導匯報，找出整改的措施；要求每位參賽學生以項目、單位模塊電路的方式整理自己在培訓和參賽期間的所有資料，并放在一個文件夾內，交給班長，再由班長收齊后交給指導教師，使下一屆學生可以參考并從中受益。
三、構建大學生創新性實驗項目和電子設計競賽相結合教學模式的保障體系
1.建設一支“雙師型”的指導教師隊伍
教師是培養學生動手能力的關鍵，因此，湖南城市學院從培訓現有教師、引進“雙師型”教師和外聘具有實踐經驗的業界行家作為學院的兼職教師三方面入手。2010年暑假派了6位指導教師2人一組分別到湖南科瑞特電子有限公司、北京華清遠見教育集團嵌入式學院學習AVR單片機、FPGA和ARM，努力使其成為“雙師型”教師；2010年12月從益陽職業技術學院引進電路設計實踐經驗豐富的李加升教授，外聘湖南科瑞特電子有限公司研發部主管肖宇工程師做指導教師，充實師資隊伍力量。只有這樣，才能建設一支“雙師型”的指導教師隊伍。這些教師不但有豐富的專業理論知識，還有過硬的實踐技能，授課理論聯系實際，由他們指導電子設計競賽和大學生創新性實驗項目的學生，才能培養出好的參賽學生，取得好的參賽成績，保證創新性實驗項目完成的質量。[5]
2.建立開放性實驗室和電子元器件庫
開放性實驗室是全天向學生提供實驗和實踐的場所，該場所內要配置高檔的電子測試儀器、制板設備和開發板，它有專人值班，學校的師生員工均有權使用它。從經驗來看，開放性實驗室可以極大地提高學生的學習積極性和主動性，發揮他們的創新能力，受到學生普遍的歡迎。通過它的實施，形成了學生愛動手、有動手的機會、人人參與的良好風氣，從而使大學生創新性實驗項目和電子設計競賽有了一個良好的群眾基礎。[5]教師和學生在電路設計與制作時常常遇到這樣的情況，即費了九牛二虎之力絕大多數元件都買到了，只差一個元件未買到，導致無法工作進行下去。建立電子元器件庫是一個較好的解決辦法，就是將一些常用常見的元器件買一些，分類放好，由專人保管維護，這樣有兩個方面的好處：一是可以保證大部分元器件在學校就有，只要集中精力去購買元件庫中沒有的元件，縮短了元器件的購買時間；二是不會因元器件不到位而影響學生的設計方案選擇或者延誤學生的設計進度。
3.設置激勵機制
激勵機制的建立是相當重要的，對指導教師和學生而言，參加競賽獲獎的難度很大，完成創新性實驗項目的研究工作需要投入大量的時間和精力，需要得到承認和報酬。如果沒有較好的激勵措施，會影響其積極性。因此，學校應建立一套合理的激勵制度，鼓勵教師和學生參加創新性實驗項目和競賽。例如：合理核算教師指導大學生創新性實驗項目和電子設計競賽的工作量，并根據獲獎的情況，在教師的評優、評先和職稱晉升時給予優先考慮。對參加創新性實驗項目和電子設計競賽的學生，根據參加時間的長短給予一定的選修性質的學分；對表現突出的學生，學院在評定優秀學生、獎學金和推薦免試研究生時給予優先考慮；對和獲獎的學生，根據論文的檔次和獲獎的等級給予一定的物質獎勵。只有這樣才能夠調動教師和學生的積極性，促使更多的優質項目立項和取得更好的競賽成績。[6]
全國電子設計競賽范文3
【關鍵詞】電子設計競賽；創新思維；動手能力
一、引言
自1994年開始舉辦的全國大學生電子設計競賽已成為我國電子信息領域舉辦時間最長、規模最大、最具影響力的大學生學科競賽活動，已成為教育發展和教學改革的一種良好的輔助和促進手段，通過競賽培養了大批學生團隊合作精神和克服困難的創新精神[1]。這項競賽得到了絕大多數設有電子信息類專業學校的積極響應，通過大學生電子設計競賽，旨在為更多的學生營造參與科技和創新活動的環境，培養和提高大學生的創新意識和創新能力。
在近幾年來的電子設計競賽培訓過程中，在參賽學生選拔、培訓內容選擇、培訓方式及具體措施等方面做了一些有益的嘗試，總結其中的體會與大家共享。
二、參賽學生的選拔
在參賽小組的選拔中，首先由學生自由組隊報名，要求組隊后的3個隊員各自具有較強的能力且隊員之間能配合默契，在單片機系統設計與應用，模擬和數字電路的應用，硬件焊接與調試，計算機編程以及撰寫設計報告論文等方面要有所分工；然后組織報名參賽隊進行選拔考試，內容包括模擬電路、數字電路、單片機、傳感器等方面的基本知識及應用，典型測量系統的設計方案，對電子競賽的了解，參加競賽的優勢自述等；最后指導老師根據各參賽隊成員選拔考試的結果、面試表現以及綜合考慮各參賽隊在團隊合作、硬件制作、軟件編程、報告撰寫能力等方面的實力，確定參加競賽的5個組和各組成員。
三、參賽學生的培訓
從歷年的競賽題目中確定各參賽小組的第一次訓練題目，盡量做到各參賽小組選擇不同的訓練題目，按照電子競賽的要求，規定在一個適當的時間內完成實物的制作、性能指標的測試、總結報告的撰寫。
在第一個實際系統設計后，協商電子設計競賽第二次訓練題目，要求盡可能多地涉及未曾接觸的知識點，在規定的時間內完成設計任務，然后各小組演示實物的功能，測試電子系統的各項指標，注重測試方法是否正確，測試性能指標是否符合設計要求，對于差異較大的需要認真分析其原因，找出合理的解決方案并實施。
最后，要求各參賽小組認真整理前一階段培訓完成的實物，單元電路要求注明電源要求、詳細且清楚的輸入輸出接口信息，達到的性能指標并形成文字，軟件要求有整體的說明，需要占用的資源說明、語句有詳細的注釋。輔導老師對培訓中出現的問題向學生做詳細的介紹，對競賽中容易出現的問題也需要提醒學生。在參賽的前一天不安排具體的工作，保證學生能休息好，以極佳的狀態參加電子設計競賽。
四、輔導中幾點體會
作為指導過多屆電子設計競賽的教師，談談輔導電子競賽的一些體會。
（一）充分發揮學生的主觀能動性
培養具有創新能力的高素質人才是高校教學追求的目標，參加電子競賽的主體是學生，因此學生的積極性至關重要。參加電子競賽的目的要求學生在競賽中能做得最好，能全身心地投入到訓練和競賽中去，參賽學生的理論知識和實踐動手能力要能得到充分的結合，在電子競賽中能創造性地完成命題的要求，往往能取得較好的競賽成績。參加電子設計競賽培訓的學生，通過電子設計競賽后，個人的能力方面能得到很大的提高，與其他學生相比在畢業設計階段能更好更快地進入課題的研究，因而深受教師的歡迎。
（二）注重創新思維及團隊合作能力的培養
大學生電子競賽為具有創新能力的學生提供了一個展示才能的舞臺，教師在培訓中應結合實際擬定電子系統設計題目，鼓勵學生進行多個方案的設計，特別是對具有創新思維的設計方案應引起足夠的重視，教師和學生共同分析討論，比較其優缺點，對方案進行細化和優化，進行電路分析計算，有可能就要進行軟件仿真，減少不必要的失誤，在此基礎上完成電路的制作。在培訓中既要向學生傳授知識，還要刻意培養學生的團隊精神，鼓勵大組合作，高低年級合作，充分調動每位學生的積極性，同時指導教師也應該具備必要的專業技能和奉獻精神，并通過不斷學習新知識來提高自己。
（三）培養學生系統能力
在大學生電子競賽輔導中，不僅要培養單元電路的設計安裝調試能力，更要培養學生根據某一設計任務的技術指標細化每一個單元電路的功能和技術指標，對任務在總體上有一個明確的認識。如溫度控制系統：就應從溫度傳感器的選用（Pt電阻、Cu電阻、熱電偶、半導體集成溫度傳感器等），小信號放大濾波、單片機數據采集顯示、控制算法程序的編寫、執行機構控制電路等方面來考慮各個部分的性能指標，只有各個部分設計合理，才能以較低的價格設計出整體性能達標具有實用價值的系統。
五、結束語
2009年9月參加由中華人民共和國教育部高等教育司和信息化部人教司主辦的全國大學生電子設計競賽，07級學生王輝、程偉、游俏俊組成的參賽隊設計制作完成的“智能模擬恒流源路燈控制系統”一路過關斬將，最終榮獲全國一等獎，學生代表王輝赴北京人民大會堂領獎。實踐表明我們采取的參賽學生選拔方式，培訓內容的選擇，培訓方式在大學生電子設計競賽培訓輔導過程中收到很好的成效，在較短的時間內學生的工程實踐能力和創新意識得到了很大的提高。
參考文獻
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作者簡介：
全國電子設計競賽范文4
關鍵詞： 電子設計競賽 電力電子技術 教學改革
教育部、信息產業部等聯合組織的全國大學生電子設計競賽自1994年以來已經成功舉辦了11屆，從歷屆競賽題目來看，主要有以下幾種方向題目：電源設計、信號源、處理類和控制類等。其中和“電力電子技術”課程最密切的是電源設計類題目，幾乎每一屆都會出現電源設計方向的題目，因此全國大學生電子設計競賽題目應結合“電力電子技術”課程教學目標，不但可以豐富教學內容，明確教學任務，而且可以提高學生實踐能力。
電氣工程及其自動化專業為廣東石油化工學院（以下簡稱我校）卓越工程試點專業，可以為教學研究提供優秀的平臺。通過全國大學生電子設計競賽把對人才素質的檢驗反饋到教學改革中，調整和改革電氣類專業人才培養機制，體現大學生創新精神和實踐能力。結合我?！白吭焦こ處煛迸囵B目標，探索建立具有地方性普通高校特色的電氣類專業人才培養機制。針對不同層次學生教學目標和教學要求，設計更好的教學方法，注重理論知識與實踐教學相結合，讓學生在做中學，以電子設計競賽題目和任務導學和驅動教學。
1.教學改革目標
電力電子技術課程的任務是使學生熟悉各種電力電子器件的特性和使用方法；掌握各種電力電子電路的結構、工作原理、控制方法、設計計算方法及實驗技能；熟悉各種電力電子裝置的應用范圍及技術經濟指標，提高學生專業素質。專業素質主要體現為運用所學專業知識、理論和技能進行專業實踐，解決社會實踐問題（如技術創新、技術改造、產品開發、設備維護、生產管理等）的能力。構建符合應用型人才成長的課程體系，厚基礎、重實踐、結合單片機應用系統設計方面形成突破，使學生有豐富的系統設計經驗。注重培養學生專業意識，激發專業興趣。結合單片機C語言等課程，課內教學以理論為主，課外教學以實踐為主，使學生得以全面發展。確定課程教學目標，結合全國大學生電子設計競賽歷屆題目，分階段構建課程知識培養架構；以學生為主體，以能力培養為核心，引入多種教學方法和教學手段，改變課程考核方式，全面對課程教學進行改革，爭取在全國大學生電子設計競賽中取得更好的成績。
2.教學方法改革
為了完成以上教學任務，對課程教學方法進行改革，在不同階段的教學過程中采用不同的教學方法，激發學生學習熱情，培養學生相應能力，同時鼓勵學生參加各種電子設計競賽。
2.1學科基本內容教學改革
首先利用多媒體教學環境進行課堂教學，充分利用多媒體教學，進行電子課件、電路仿真、教學素材資源庫及視頻展示等，將抽象問題形象化，這樣教學更生動具體，提高學生的學習興趣，更好地掌握教學內容，同時提高教學效率和教學質量，獲得較好的教學改革效果。
其次，根據教學內容安排一定課堂時間給學生自學和實踐，有利于鞏固和深化教學內容，提高學生實踐能力。自學指導法的關鍵在于學生課外自學過程中，教師必須布置學習要點讓學生自學，要求學生組成興趣小組，利用網絡或圖書館查閱資料，結合課堂所學知識開展專題自主學習，然后由小組負責人在課堂上進行匯報，不同小組學生先互評，然后老師進行適當點評。引入自學指導法有助于提高學生學習主動性，給學生課外自學提供適當引導，提高學習效率，對提高學生自學能力和分析問題、解決問題的能力等有很大幫助，使學生感受到團隊的重要性和自主學習的樂趣。
2.2實驗教學改革
在理論教學和實踐教學過程中引入電子設計競賽題目與設計要求，采用任務驅動教學，使理論和實踐結合起來。一個電力電子項目應用項目需要很多電路，如PWM電路、測量放大、輸出控制等，涉及電路分析、模擬電路、數字電路、C語言、單片機、等方面知識，以電力電子技術課程開發帶動其他課程學習，起到以點帶面的作用。教師給出設計方案，讓學生分析方案，或設計滿足性能指標的電力電子系統，最后指導老師對每個小組設計的方案進行講評，分析設計方案的優缺點，并提出改進意見。使學生理論聯系實際，加深對電力電子技術課程課堂教學內容的理解，培養學生靈活運用所學知識的能力。在實驗室完成課程教學過程，邊講邊練，講練結合，分組實踐，共同討論。教學過程中，堅持學生電子設計競賽相關設計能力培養原則，打破班級整體概念，以電氣工程及自動化專業實驗室的目前的教學條件，一般將學生分為4～6人的學習小組，以單片機開發板、驅動電路、電力電子變流電路等硬件，配合從低到高的不同性能要求的電子設計競賽題目，從獨立分項的拓撲電路技術實踐向綜合性工程實踐逐步完成教學任務。
2.3電子設計競賽培訓與選拔
以全國大學生電子設計競賽為目標，鼓勵學生參加各種電子設計競賽，選拔優秀學生進行專門培訓，提出相應的學習目標和要求，促進優秀創新人才成長。目標是拔高創新人才培養帶動整體水平提高。教學過程中引入“因材施教”教學策略，針對不同層次、不同興趣的學生提出不同要求，以滿足不同需求，在滿足基本教學要求的前提下，提出和達到更高的教學目的。一方面，對于經典理論和基本知識點，必須讓學生掌握。另一方面，讓學生不斷吸收新知識。電力電子技術發展速度相對較快，為了使培養的學生適應市場需求，教學過程中必須時刻把握和跟蹤新技術和方向。
3.教學手段改革
理論必須聯系實際，電力電子技術有很強的實踐性，實驗是培養動手能力、嚴謹科學態度和科學研究方法的重要手段，是必不可少的一個教學環節。電力電子技術實驗環節學時一般為8學時，課內安排3個基礎性實驗和1個綜合實驗設計，課外安排1個創新性選修課題設計。為了彌補實驗課時較少及實驗室在硬件建設上的不足，充分利用現有電路仿真軟件建立虛擬實驗室，軟硬結合，提高實驗教學質量。此外，還可以利用Flash等多媒體軟件、制作波形分析等動畫教學課件，通過這種互動式直觀教學，解決電力電子電路中電壓、電流波形分析難的問題，形象生動地完成課程教學內容，加深對教學重點和難點的理解，增強教學效果。
4.結語
結合全國大學生電子設計競賽教學改革，學生對本課程學習基礎扎實，思維和視野擴大，除掌握課程知識本身外，還掌握獲得知識的方法，自學能力得到增強，培養創新意識，以點帶面，對其他課程和專業知識學習有顯著的幫助和促進作用，使學生真正掌握由元件到系統、由強電到弱電、由硬件到軟件等多方面系統化專業知識，實踐能力得到訓練和提高，爭取在全國大學生電子設計競賽中取得更好的成績。
參考文獻：
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全國電子設計競賽范文5
全國大學生電子設計競賽參賽學生的人數從1994年第一屆600余名增加到今年第六屆9 600余名。獲全國一等獎的學生隊從1994年的11個隊，增加到今年的119個隊。人數翻了16倍，獲獎的隊數也翻了10余倍。我們學校參賽的情況也是如此。1995年的第二屆我校首次參加，獲全國一等獎1個隊，今年獲全國一等獎7個隊，并且喜捧SONY杯。我們為學生高興，我們再次祝賀全國大學生電子設計競賽的圓滿成功！大賽之所以受到越來越多的學校重視，吸引越來越多的學生參加，規模越來越大，關鍵在于：大賽開創了一個讓全國大學生都能參加的“展示電子設計能力”的巨大舞臺。也為高校提供了一個交流“教學改革研究與實踐”經驗的平臺。因此，大賽促進了高校的教學改革，調動了學生自主學習的積極性，讓一批優秀人才脫穎而出。
仔細分析大賽試題不難發現，每一屆試題的知識面在拓寬，難度在提高，而從學生完成的情況來看越來越好。例如：今年大賽的低頻數字相位測量儀（C題）和簡易邏輯分析儀（D題），如果作為上幾屆的試題，采用中規模數字邏輯器件實現，其難度是相當大的。而現在隨著教學改革的深入，EDA工具、數字可編程邏輯器件已經普遍地引入到教學中，學生實現這2道題，比以前要容易多了。再如寬帶放大器（B題）這道題的難度是比較大的，要求不僅熟練掌握電子電路的基本理論、基本方法、基本技術指標而且還要具有綜合設計能力。但是，學生選用了一個帶寬為90MHz具有AGC控制的集成電路芯片，使得前端電路實現起來就容易多了。而在寬帶放大器（B題）的輸出部分，學生巧妙地運用晶體管組成互補對稱功率放大器電路實現高頻功率放大。他們將所學的知識進行靈活應用，正是大賽所強調的創新設計能力。
由此可見，學生參加電子設計大賽，既要熟練地掌握電子電路的基本理論和方法，還要具有選用新器件的能力。在電子設計大賽的促進下，課內教學與課外活動應進行有機的結合。我們在這方面做了一些探索性的工作。
實驗課教學模式的改革
我們將低頻、高頻、數字邏輯電路等實驗課的內容進行整合和優化，成為“電子線路設計與測試”課程，面向信息學院開課。該課程分為三個層次：基礎性實驗－綜合設計性實驗－設計研究性實驗”。各個層次的教學內容和教學方法是：（1）基礎性實驗：開設一定數量的驗證性實驗，包括模擬電路、數字電路以及高頻電路三門課程的基礎實驗。運用EDA進行仿真、比較實驗與仿真的結果。（2）綜合設計性實驗：以集成電路和可編程器件為主，由學生自行設計、裝調電子電路，培養學生工程設計能力，啟發學生創新設計思維。（3）設計研究性實驗：打破多門課程界線，進行綜合性、研究性課題設計，如電子系統的設計，CPLD/FPGA的數字應用系統設計，嵌入式系統設計，電子系統自動化設計與仿真。
采用“三開放”的教學方法，即（1）時間開放：學生可以通過上網預約實驗時間和實驗室，實驗儀器1人1組。（2）內容開放：學生完成基本的實驗后，可以擴展實驗內容。（3）元器件開放：與實驗相關的所有元器件發給學生，由學生保管。學生每做完一個實驗課題，教師收集學生實驗中的問題，組織同學課堂討論，還可以在課堂上提問，師生共同討論。理論與實踐相結合，學生以自學為主，實驗為主，教師現場指導的方法進行教學，同時還用多媒體課件給學生講授20學時的理論課，介紹電子線路的設計方案、設計思路，新器件和EDA技術的應用以及實驗測試方法等問題。
課外科技活動模式的改革
成立電子課外科技活動中心，探索開展科技創新活動的模式，為學有余力的學生提供創新設計的舞臺，培養和提高學生的創新實踐能力，課外活動的成績計入學分。我們的做法是：
1.全校招聘、擇優錄取 活動中心學生應是學校的精英，接受培訓的學生必須是品德好、實踐動手能力強、學有余力、具有團隊意識的優秀學生。培訓過程中嚴格實行淘汰制，并隨時吸收優秀的學生加入培訓。
2.培養電子設計綜合能力 培養檢索資料的能力、電子系統設計能力、實際動手能力、分析排除故障能力、表達能力等。由淺入深，循序漸進，有計劃地進行培訓，獨立完成電子電路模塊設計與制作。
3.資源共享 優秀作品及時整理歸檔，舉行優秀作品展示會，組織專家進行點評。組織各種形式的學習討論會，促進信息交流。建立網站，開展網上答疑，網上交流，實現資源共享。
4.培養團隊精神 電子設計競賽要求三人組成一個隊，互相配合、分工合作、需要團隊精神。在順境時要相互提醒保持冷靜，逆境時要相互鼓勵共度難關，出現問題時不能相互埋怨，這與課堂教學強調獨立性是有明顯區別的。
全國電子設計競賽范文6
關鍵詞：實踐教學 電子類競賽 有效措施
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791(2012)07(a)-0177-01
堅持教育教學與實踐相結合是我黨教育方針的重要內容,近年來,總書記就加強實踐育人工作先后四次作出了重要指示。2012年1月,教育部又會同六個中央部門聯合印發了《教育部等部門關于進一步加強高校實踐育人工作的若干意見》,對高校實踐育人工作的常態化、長效化建設具有重要而深遠的指導意義。對于電子信息工程技術、應用電子技術、電氣自動化技術等等電工電子類相關專業而言,電子類競賽能夠充分發揮學生主觀能動性,促進學生將理論知識轉化為電路分析、設計、組裝和調試的能力,提高學生的專業技能和綜合素質,是加強專業實踐教學工作的一項重要措施。
1 實踐教學在高職電工電子專業教學中的重要性
對于高職高專院校而言,人才培養的目標是培養適應行業企業實際崗位的高技能應用型人才,而高職院校中的各個電工電子專業作為典型的工科專業,實踐教學環節更是重中之重。我院電子電氣工程系的所有專業教學計劃中,實踐環節所占比重均在50%以上。
根據多年教學改革的經驗總結,電工電子專業的實踐教學應采用“理實一體化”的教學模式,將理論付之于實踐之中,以貼近企業實際的校內外實訓基地為場所,將課程中抽象的專業理論知識轉化成具體的實踐操作。在整個實踐教學環節中,必須堅持以學生為學習主體,以專業實際崗位所需技能的培養為重點,通過實踐嘗試、基本技能應用和技術創新等環節,最終實現學生的專業技能、分析能力、創新能力、溝通能力和合作精神等方面的培養與提高。
2 電子類競賽對高職電工電子專業人才培養的推動作用
高職院校積極參加電子類競賽,不僅能夠提高學生動手能力和創新能力,培養學生的協作精神以及工程實踐素質,還有利于實踐教學手段的創新,有利于今后持續進行教學改革和新的教學體系的形成,對于培養符合行業企業要求的應用型人才具有重要意義。
2.1 參與電子類競賽有利于提高專業教師和學生的整體素質
學生在培訓過程中鞏固基礎知識和基本技能,更重要的是掌握了實用技術,培養了科技創新能力這一核心競爭力。學生在競賽過程中需要進行選題、分析、確定方案、查找資料、瀏覽文獻、選擇元器件、電路板設計加工、安裝、調試、論文撰寫、參加答辯等過程,心理素質和職業能力得到歷練。更重要的是,在培訓、調試、競賽的過程當中,指導教師也能不斷進步,不僅專業技能水平得到提高,還開闊了眼界,為以后的競賽積累豐富經驗。
2.2 參與電子類競賽能夠增強學生的就業競爭力
學生參加電子設計競賽,不僅為學校爭得了榮譽,提高了學校知名度,另一方面更是為自己爭得了榮譽。參加競賽有助于培養和鍛煉高職高專學生的分析問題的能力、實踐動手能力、獲取新知識能力、創新能力、團隊協作能力等,這些都是職業競爭力的幾大要素。經過鍛煉,他們在面對就業時的表現必定更加優秀。在日益激烈的就業環境下,根據我院近年來的就業情況反饋,用人單位特別是大型知名電子和IT企業在招聘畢業生時,往往會優先選擇競賽獲獎的學生。
2.3 參與電子類競賽將進一步促進電工電子專業教學改革
教師在帶領學生參賽的過程中,能夠發現學生知識和技能的一些欠缺,從而發現教學改革中的一些不足和問題。同時,教師在競賽過程中總結得出的一些專業知識技能結構、培訓方法和競賽研究結論等也能夠為電工電子類專業建設和教學改革提供可以參考的依據。
3 提高高職院校參加電子類競賽實力的措施
3.1 做好競賽培訓平臺的開發建設
培訓平臺是課題研究的硬件保證。通過課題組成員多年的分析研究,尤其是對全國大學生電子設計大賽的分析解讀,結合多次參賽經驗,最終總結出競賽培訓平臺應該是集電子技術、單片機、可編程邏輯控制和嵌入式開發系統相結合、能夠培養學生創新意識和職業綜合素質的場所。我系在建設所主管的學院“十大文化陣地”之一“電子制作與維修中心”過程中,完全按照競賽培訓平臺的需要進行軟硬件搭建。我系競賽教師團隊在2010年、2011年多次在該平臺上進行學生參賽前的指導和訓練,取得了令人滿意的效果。在2010年7月的“全國電子專業人才設計與技能大賽”中,我院學生獲得全國二等獎、湖北省一等獎等多個獎項。在2011年9月的“全國大學生電子設計競賽”中,學生獲得湖北省三等獎。學院還利用本平臺,多次成功舉辦“電子技能大賽”等電子類校內競賽活動。這些競賽成績證明,電子維修與制作中心已經基本具備培養我院電工電子類學生職業素質的能力。
3.2 強化教師培訓,提高指導能力
教師的設計制作能力是指導學生提高競賽能力的前提條件。要提高教師競賽指導能力,必須采用院系教師校內全員培訓和校外重點培訓兩方面結合的措施。在校內培訓過程中,我系聘請了“湖北省楚天技能名師”做培訓教師進行指導,要求被培訓教師按照往年競賽題目進行項目實做。在校外重點培訓過程中,選派實力較強的教師參加校外競賽的相關培訓,回校后傳授經驗。除此之外,還應加強校際交流,到具備參賽經驗和成果的院校進行學習。在多項措施聯合作用下,提高競賽指導教師的整體專業技術水平。
3.3 重構競賽所需的知識和技能結構
縱觀這幾年電子設計競賽的題目可知,競賽內容逐漸從以往單純的模塊電路搭建轉向基本知識的拓展應用及創新,所需的知識和技能涉及光電技術電路、555電路專集電路、電源電路、控制電路、微機單片機應用以及PROTEL在繪圖、制作封裝庫、畫出PCB、布線方面的應用。在競賽之前,競賽組必須從競賽需要出發,結合往年競賽題目,從不同的課程中將這些具體知識點和技能點進行拆分、總結和重構,針對重要知識點和技能點進行重點培訓。
參考文獻
[1] 劉思遠.2010年吉林省大學生電子設計競賽實戰經歷[J].競賽園地,2011(5):64-68.
