全国电子设计大赛仪器仪表题前期准备

ID:821002 · 发表于 2021-7-21 16:10

打算做仪表题，一些基础元器件的整理。
一、仪表赛题—能力要求
仪表题方向准备

控制器:最小系统两块以上
1. 单片机(MSP430)、
2. 高性能（stm32).
3. 并行（FPGA）对应仪表处理中的低/高速场合

信号产生/调理:仪表器相较通信与高频题，一般频段较低，而精度较高口仪表题:小信号处理（仪用放大器+高精度AD+ DA)

口仪表题融入高频因素:一般为高速信号的采集与处理（FPGA+AD+ DA)
新元素：故障诊断、智能学习

基础准备

队伍分工
1.一人主导，两人辅助
2.必须分工明确，独立负责一部分
3.硬件制作、软件编程、文档总结缺一不可，软硬硬件功底均具备
>软硬件各一人，一人负责文档与辅助>后期均需要为软件与文档服务
4.不同赛题方向对团队的人员构成有区别
学过电子测量技术、检测技术、数字信号处理等课程

完成赛题—学生能力要求
6.文档撰写总结能力
7.基础知识掌握
决定是否国

4.调试整合能力
5.解决问题能力
2.分析审题能力
3.电子系统设计能力
决定是否国奖

1.思想觉悟
8.团队协作
决定成功参赛

赛经历极大培养知行合
-能力与创新精神

电路原理图设计-基本原则
参阅所用芯片的手册（数据手册与设计参考手册)，避免芯片不正常工作
口数字电源和模拟电源分割;数字地和模拟地分割，单点接地
口各功能块布局要合理，整份原理图需布局均衡。避免图纸上有些地方拥挤，而
有些地方又很稀松;建议元件间距离一致
口重要的控制或信号线标明流向并用文字说明;可调元件(如电位器)，切换开关等对应的功能需标识清楚;
口元件参数/数值务求准确标识。例如高耐压的滤波电容需标明耐压值，高精度
电阻要表明精度;保证各模块资源不能冲突，例如SPI共用时不同的片选等;
队员应该自身保证原理图正确和可靠，做到设计电子和他人审核!

基本元件材料储备
1. 电阻:建议1%或更高，电位器用多圈精密口
2. 电容:建议5%或更高，耐压16V以上。适当的高耐压、大容量、频率特性好、分布参数小的电容(电高精度、低温漂、低电感电阻解、CBB、陶瓷、袒电容)
3. 电感:建议高Q值、小内阻、大电流(绕线、带屏蔽、部分手工制作)需用贴片二极
4. 二极管:发光、整流、肖特基、快恢复、稳压、常用二极管TVS (瞬变电压抑制)、ESD(静电保护参数，建议贴片为主，直插为辅
5. 三极管:通用低频、高频、大电流（达林顿)
6. MOS管:低压、高压、高速、大电流（低内阻)
7. 运算放大器:常规单/双电源、高速、精密音频和
8. 电源芯片:主要以线性为主，开关芯片为辅
常用线性:三端稳压器、可调、低压降、低噪声、大电流、宽电压范围、高电源纹波抑制比(PSRR)
三端稳压器芯片
如78XX、79XX、LM317/337、TL1963A、
LM1084、TPS7A47、UC2832等
常用开关芯片:以单片集成式为主，降压、升压、自升降压、翻转、电荷泵
如:LM2596(TPS54560)、LM2577 (TPS55340)020 (TPS63070)、TPS65131、LM2662
9. 设计电源模块

基本元件材料储备
10. 开关件:按键（非自锁)、开关(拨码、钮子)短路块、继电器、模拟开关
11. 接插件:排针/排母(单、双、弯)、带锁扣端子座
12. 电源端子(5.08mm间距)、SMA端子
13. 拨码开关
14. 线材:常规粗/细连接线、屏蔽线、高频线(镀金/银）、转接线、双绞线、多股、低损耗、对应剥线钳、压线钳等
15. 蜂鸣器（有源）、保险丝（熔断、可恢复)口散热片、导热膏
16. 电路板准备:覆铜板(自己加工)、多规格洞洞板（快速验证)、转接板（贴片芯片转接)
17. 调整工具:小电钻、金属/塑料螺丝刀、小电锯PCB转接板
18. 标记工具:记号笔、标签纸
19. 支撑结构原材料:螺丝、螺帽、铜柱、塑料柱、胶枪、胶棒、木板、纸箱、亚克力板

20. 处理器(单片机、ARM、DSP)
21. 人机接口芯片:键盘(ZLG7290、TM1638)、液晶(段码、字符、字库、OLED、彩屏、电子墨水)口存储:FLASH、SD卡，单片机芯片
22. 采集:ADC、DAC（(高精度、高速)
23. 有线通信芯片:RS232 (MAX232/MAX3232)
24. 无线通信模块:蓝牙、WiFi、LoRa、ZigBee 433Mhz、2.4Ghz指示灯板毅蓝牙

常用外设接口
1.按键驱动:独立、矩阵、专用芯片(单击、双击、连按)、远程按键(红外遥控器)
2.液晶显示模块:段码（简单显示)、字符(LCD1602)、带字库(ST7920).
OLED (小尺寸)、TFT (画图)、电子墨水（低功耗)
3.高精度ADC: ADS1115/8、ADS1256等
4.高精度DAC: DAC8571/DAC8562等口
5.通信接口:蓝牙、WiFi等(串口)、
6.电平转换、蜂鸣器、继电器等

工具与仪器
1. 实验室直流电源:调压调流、并联串联输出。
2. 普通万用表:电压、电流测量、短路测量等。有条件使用高精度表。
3. 普通信号源:基本波形、调制信号输出。熟练!
4. 普通示波器:交/直流档位测量、探头使用等，一定不要按auto!
5. 个人调试工具:仿真器、逻辑分析仪、便携式仪表等。
6. 专用仪器，如电子负载、高频示波器、射频源、网络分析仪、毫伏表、功率
失真度测量仪等建议在教师的指导下使用

///////////////////////////////////////////////////////////////////
电路设计-电路原理图设计
1掌握电路设计软件使用（例如lceda、Altium Designer )工程文件管理要清晰、图纸要规范、有说明记录文档
口熟悉电路仿真软件使用(Multisim、TINA)
口相关赛题方向软件设计工具(结合通信与高频)∶
(1)滤波器设计软件:filter solutions(高频无源)、TI在线
(2)滤波器设计器（低频有源)
(3) PCB特性阻抗计算器:TXLINE
(4)电磁场仿真软件:Ansoft HFSS

电路原理图设计-器件选型
1. 必要性原则:赛题要求或指定的芯片
普遍性原则:所选的元器件要已用过或被广泛使用验证过，尽量少使用冷偏芯
片，减少风险;在竞赛中尤其如此!
2. 高性价比原则:在功能、性能、使用率都相近的情况下，尽量选择价格比较好的元器件，减少成本;
3. 采购方便原则:尽量选择容易买到，供货周期短的元器件;口可替代原则:尽量选择管脚兼容种类比较多的元器件;口向上兼容原则:尽量选择以前作品用过的元器件;
4. 原则:尽量选择在可预见的时间内不会停产的元器件;

仪表赛题—电路模块准备
1. 信号产生
模拟方式:
(1)RC震荡(文氏桥)）、LC震荡
(2)石英晶体震荡
(3) VCO(MC1648)
(4)模拟锁相环(NE564)
数字方式:
(1)DDS(集成芯片、处理器+DA)
(2)数字锁相环（74HC4046、ADF4351)(3)数控VCO (MB1504、BH1415)
指标的:方波、三角波、锯齿波、任意波形生成、噪声源、调制源

2. 信号调理
信号放大（包括电压、电流;正向、反向;高频、低频)
1. 常规高精度、低失真放大（(低噪声、零漂移、RRO:OPA2189)
2. 仪用放大（(INA333、INA826、AD8429)、(PGA202、PGA205)
3. 功率放大(ADA4780、BUF634、OPA695、HMC589)
4. 谐振放大
5. 可控放大/衰减:
·数控方式:MCU+DA; MCU + DGA (LMH6401、HMC470、PE4302)、数字电位器、模拟开关
·模拟方式:VCA
××(VCA810、AD603、AD8367、VCA821、ADL5330，检波器:AD8307.

滤波
1. 基本滤波器:高通、低通、带通、带阻、RC/LC、RLC
·运算放大器方案(有源)
·集成芯片方案（MAX262、MAX266、LTC1064)
⒉.调制与解调:乘法器（AD835、MC1496)、混频器(AD831)、数字调制解调芯片
3.有效值检测、峰峰值检测、相位检测、相敏检波
·运算放大器方案
·集成芯片方案: AD637、AD8307、AD8361.
4.通道切换（模拟开关):CD4051/2/3、TS5A3166
5.电压信号比较
·高速(TLV3501、TLV3502)
·低速(LM339、LM393)
6.单端转差分(AD8138)、差分转单端（AD8130)
7.分频、倍频
AD630
·数字方案
·乘法器、VCO、PLL
8.相位调整
9.信号变换I/V/F

3. 专用芯片部分
1.传感器测量芯片
·电感:LDC1000、LDC1314、LDC1614
·电容:FDC2214、FDC2212
·心电: ADS1291/2
·温度:LMT70
2.阻抗测量
·AD5933、AD5934
3.电能测量
·单相测量:ADE7953、 CS5463
三相测量:ADE7880
电流/电压/功率监控:INA260

4. 仪表赛题—软件模块准备
信号产生:
·DDS:AD9910/AD9912
· PLL: MB1504、 ADF4351
·压控VCO的DA程序等
信号变换:
·放大/衰减器:LMH6401、HMC470
·滤波器:LTC1064、HMC1023
·鉴相:HMC984、HMC439.
·I/Q解调:LTC5599、LTC5584

口信号采集:
·相关ADC接口芯片驱动
·基本滤波、存储、压缩
·数字信号处理:FIR.1IR、过采样、欠采样、快速傅里叶
·数字锁相
·电参数计算编码调制口

信号还原:
·相关DAC接口芯片驱动
·信号提取
·解码解调

ID:236426 · 发表于 2021-7-21 23:54

想要做个什么呢？

帐号		自动登录	找回密码
密码			立即注册

全国电子设计大赛仪器仪表题前期准备

评分