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无装置——作品解析2007年全国大学生子大通、高全体2008-7-111

无装置任制作一套无装置。装置由器、答器和耦合圈成，其方框1。器能答器的有无和存信息。器答器耦合圈外接源。耦合圈耦合圈外接源答器器D1无装置方框2

无装置任明装置中器、答器均具有无功能，率和制方式自由定。不得使用有射卡或用于的用芯片。装置中的耦合圈形空芯圈，用直径不大于1mm的漆包或有外皮的10圈制成。圈直径6.6±0.5cm（可用直径6.6cm左右的易拉罐作骨架，好取下，用固定即可）。圈的介空气。两个耦合圈最接近部分的距定D。器、答器不得使用其他耦合方式。3

基本要求1、答器采用两1.5V干池供，器用外接源供器采用光二极管示果，能在D尽可能大的情况下，答器的有无。正确率≥80%，≤5秒，耦合圈距D≥5cm。2、答器增加置功能，可以用开关置四位二制器能正确示答器的置示正确率≥80%，响≤5秒，耦合圈距D≥5cm。4

部分1、答器所需源能量全部从耦合圈得（通耦合到的信号行整流波得到能量），不允使用池及内部含有池的集成路。器能正确出并示答器上置的四位二制示正确率≥80%，响≤5秒，耦合圈距D≥5cm。（21）2、器采用源供，在源供功率≤2W。在示正确率≥80%、响≤5秒的条件下，尽可能增加耦合圈距D。（20）3、答器增加信息存功能，其存容量大于等于两个四位二制数。装置断后，答器存的信息不失。无装置具有在器端写入、出答器存信息的功能。（5）4、其他5

关技分析本的点在于部分的，主要涉及能的无、数据及存等部分要求答器采用圈耦合供，器的功耗要≤2W，能无方案必高效。答器从圈上耦合得的能极有限，如果采用一般的无数据解决方案，供将以足路的要求，因此必采用尽可能的数据方案以降低答器功耗。另外数据存部分存器的功耗也提出了高的要求，所以器件也是一个非常重要的6

系整体框2无装置系方框7

答器型方案一：使用有源答器，即答器独使用池供。使用自的源，路工作定，可以使用多种制方式，答器可以射大功率的信号，通信距离。但是其受池工作限制，不可能期使用。方案二：使用无源答器，即答器的源完全由器提供。由于全部用外部无供，供功率很小，答器的低功耗要求高，也限制了制方式的和通信距离。方案一易于，但只能达到本的基本要求，了完成部分，建方案二。8

能量耦合和振率采用无源答器方案的关是能量耦合。通圈能量，器的初圈和答器的次圈之的耦合系数决定了能量的效率。根据耦合圈匹配理，当耦合圈工作在复振状，此次圈能得最大能量。根据意制的耦合圈感的13uH。如得高，那么与之振的容可能非常小，由于分布容的影响，将十分困。若得低，会降低能量射和耦合的效率。合考波4MHz。9

耦合圈的振与匹配器射出端采用射圈（感）和容串构成振回路。由串振公式得匹配容C120pF，可取一个100pF和一个3～33pF的可容并得到。了提高答器振回路Q以取更大，使低差芯片能在更距离工作，答器采用并振回路。耦合圈振路示意3所示。3无装置耦合圈振路示意10

制方案比方案一：制本系工作在HF段，耦合部分以器模型行分析。利用器的性，将副（答器）圈折合到原（器）圈，改副的大小，便能改原的性。就是制效。方案二：直接制直接使用FSK、ASK等制。射功率大，距离但路相复，所需供功率大，必将影响距离。直接制法所耗功率大，路复。而制原理，能量利用率高，功耗控制良好，利用包波就可以得到很好的解波形。制方案建采用方案一。11

制方案答器至器的数据高段感耦合系来是一种器磁耦合模型，即作初圈的写器和作次圈的答器之的耦合。理上，只要圈之的距离不大于0.16波，并且答器于送天的近之，器耦合就是有效的。只要两圈之存在耦合，那么制便是可的。我的4MHz，其波7.5米，而目中两圈之的距离十几个cm的数量，小于0.16波，因此采用制是可以的。12

制（1）所耦合回路是由相互有影响的两个振回路成，其中接入信号源的回路称初回路，与它相耦合的回路接，叫做次回路。初、次回路之的耦合分耦合和容耦合，里主要明感耦合。在耦合回路中，初的能量和功率通磁耦合到次上，同初和次另一个回路的影响等效与在另一回路上串一个抗元件，称反射阻抗。次的反射阻抗Z=，可反射阻抗与次回路的阻抗成反比。13

制（2）制即是通改次回路阻抗，从而改反射阻抗，而改初上的初的幅度制。14

制（3）由于圈通空气耦合的互感系数很小，了达到最大程度的制效果，必使的化尽可能大。