系统设计方案黄智伟.doc

南华大学黄智伟系列--好的系统设计方案是取得好的竞赛成绩的保证 1. 竞赛特点与赛题范围、要求和类型  在“全国大学生电子设计竞赛组委会官方网站”所公布的“全国大学生电子设计竞赛章程”、“关于组织2011年全国大学生电子设计竞赛的通知”和“2011年全国大学生电子设计竞赛命题原则及征题要求”中可以看到：  （1）竞赛特点与特色  全国大学生电子设计竞赛的特点是与高等学校相关专业的课程体系和课程内容改革密切结合，以推动其课程教学、教学改革和实验室建设工作。竞赛的特色是与理论联系实际学风建设紧密结合，竞赛内容既有理论设计，又有实际制作，以全面检验和加强参赛学生的理论基础和实践创新能力。  （2）命题范围  赛题应以电子电路（含模拟和数字电路）应用设计为主要内容，可以涉及模-数混合电路、单片机、可编程器件、EDA软件工具和PC机（主要用于开发）的应用。题目包括“理论设计”和“实际制作与调试”两部分。竞赛题目应具有实际意义和应用背景，并考虑到目前教学的基本内容和新技术的应用趋势，同时对教学内容和课程体系改革起一定的引导作用。  （3）题目要求  赛题着重考核学生综合运用基础知识进行理论设计的能力，考核学生的创新精神和独立工作能力，考核学生的实验技能(制作、调试)。竞赛题目应能测试学生运用基础知识的能力、实际设计能力和独立工作能力。赛题原则上应包括基本要求部分和发挥部分，在难易程度方面，既要考虑使一般参赛学生能在规定的时间内完成基本要求，又能使优秀学生有发挥与创新的余地。命题应充分考虑到竞赛评审的操作性。  （4）题目类型  综合题。综合题应涵盖模-数混合电路，可涉及单片机和可编程逻辑器件的应用，并尽可能适合不同类型学校和专业的学生选用；  专业题。专业题是侧重于某一专业（如计算机、通信、自控、电子技术应用等）的题目；  电路题。电路题是侧重于模拟电路、数字电路、电力电子线路等的题目；  新型器件和集成电路应用题。新型器件和集成电路应用题侧重于新型器件的应用、新型集成电路的应用；  电子产品和仪器初步设计题。常用电子产品和电子仪器初步设计的题目侧重于某一产品的初步设计。  不同类型的题目之间，在难易程度上允许有差别。  2. 介绍几个优秀的系统设计方案例  2.1 2009NEC杯“宽带直流放大器 C题”  作者：沈军 袁德生 陈虹佐（电子科技大学）  赛前辅导及文稿整理辅导教师：陈祝明  （1）系统结构方框图  系统结构方框图如图2.1.1所示，宽带直流放大器分为可控增益放大、程控滤波、功率放大、自动直流偏移调零几个部分。  ?  图2.1.1 系统结构方框图  ?  ?? 采用AD603是一款低噪声的VCA，通过D/A输出控制电压，可使其增益在-10~30 dB变化，通过继电器选择是否接入由低噪声低零漂宽带电压反馈运放OPA2846构成的30 dB的固定增益放大器，实现增益的-10~40 dB或者20~60 dB可调。  （2）低通滤波器  ?? 按题目要求，低通滤波器采用无源LC滤波器，它是利用电容和电感元件的电抗随频率的变化而变化的原理构成的。无源LC滤波器的优点是：电路比较简单，不需要直流电源供电，可靠性高；缺点是：通带内的信号有能量损耗。为了使通带尽量平坦，选用了通带比较平坦的巴特沃斯滤波器。  （3）功率放大器  采用单片集成宽带运算放大器THS3091和THS3092。电路采用THS3091驱动。为提供较高的输出电压，通过THS3092并联方式扩流输出，以满足负载要求。该方案电路较简单，容易调试，易于控制零点漂移。功率放大器结构示意图如图2.1.2所示。  ?  图2.1.2 功率放大器结构示意图  ?  （4）零漂的控制  ?? 采用固定补偿和闭环自动补偿结合的方式实现宽范围的零漂控制。固定补偿由加法器实现，自动补偿由AD和DA实现。  该作品的设计方案与其他获奖作品比较，采用不同的宽带放大器IC满足放大器各级电路需要，在降低电路的复杂程度和提高电路的性能指标上有明显的优势。  ?  2.2? 2007 “无线识别装置 B题”  2.2.1 赛题要求  ?? 设计制作一套无线识别装置。该装置由阅读器、应答器和耦合线圈组成，其方框图参见图2.2.1。阅读器能识别应答器的有无、编码和存储信息。  ?  图2.2.1 无线识别装置方框图  ?  ?? 装置中阅读器、应答器均具有无线传输功能，频率和调制方式自由选定。不得使用现有射频识别卡或用于识别的专用芯片。装置中的耦合线圈为圆形空芯线圈，用直径不大于1 mm的漆包线或有绝缘外皮的导线密绕10圈制成。线圈直径为（6. 6±0. 5） cm（可用直径6. 6 cm左右的易