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全国电子设计竞赛范文1
本设计利用可变增益宽带放大器AD603来提高增益和扩大AGC控制范围，通过软件补偿减小增益调节的步进间隔和提高准确度。输入部分采用高速电压反馈型运放OPA642作跟随器提高输入阻抗，并且在不影响性能的条件下给输入部分加了保护电路。使用了多种抗干扰措施以减少噪声并抑制高频自激。功率输出部分采用分立元件制作。整个系统通频带为1kHz～20MHz，最小增益0dB，最大增益80dB。增益步进1dB，60dB以下预置增益与实际增益误差小于0.2dB。不失真输出电压有效值达9.5V，输出4.5～5.5V时AGC控制范围为66dB。
方案论证与比较
1.增益控制部分
方案一 原理框图如图1所示，场效应管工作在可变电阻区，输出信号取自电阻与场效应管与对V’的分压。采用场效应管作AGC控制可以达到很高的频率和很低的噪声，但温度、电源等的漂移将会引起分压比的变化，用这种方案很难实现增益的精确控制和长时间稳定。
方案二 采用可编程放大器的思想，将输入的交流信号作为高速D/A的基准电压，这时的D/A作为一个程控衰减器。理论上讲，只要D/A的速度够快、精度够高就可以实现很宽范围的精密增益调节。但是控制的数字量和最后的增益(dB)不成线性关系而是成指数关系，造成增益调节不均匀，精度下降。
方案三 使用控制电压与增益成线性关系的可编程增益放大器PGA，用控制电压和增益（dB）成线性关系的可变增益放大器来实现增益控制（如图2）。用电压控制增益，便于单片机控制，同时可以减少噪声和干扰。
综上所述，选用方案三，采用集成可变增益放大器AD603作增益控制。AD603是一款低噪声、精密控制的可变增益放大器，温度稳定性高，最大增益误差为0.5dB，满足题目要求的精度，其增益（dB）与控制电压（V）成线性关系，因此可以很方便地使用D/A输出电压控制放大器的增益。
2.功率输出部分
根据赛题要求，放大器通频带从10kHz到6MHz，单纯用音频或射频放大的方法来完成功率输出，要做到6V有效值输出难度较大，而用高电压输出的运放来做又很不现实，因为市面上很难买到宽带功率运放。这时候采用分立元件就能显示出优势来了。
3.测量有效值部分
方案一 利用高速ADC对电压进行采样，将一周期内的数据输入单片机并计算其均方根值，即可得出电压有效值：
此方案具有抗干扰能力强、设计灵活、精度高等优点，但调试困难，高频时采样难且计算量大，增加了软件难度。
方案二 对信号进行精密整流并积分，得到正弦电压的平均值，再进行ADC采样，利用平均值和有效值之间的简单换算关系，计算出有效值显示。只用了简单的整流滤波电路和单片机就可以完成交流信号有效值的测量。但此方法对非正弦波的测量会引起较大的误差。
方案三 采用集成真有效值变换芯片，直接输出被测信号的真有效值。这样可以实现对任意波形的有效值测量。
综上所述，我们采用方案三，变换芯片选用AD637。AD637是真有效值变换芯片，它可测量的信号有效值可高达7V，精度优于0.5％，且元件少，频带宽，对于一个有效值为1V的信号，它的3dB带宽为8MHz,并且可以对输入信号的电平以dB形式指示，该方案硬件、软件简单，精度也很高，但不适用于高于8MHz的信号。
此方案硬件易实现，并且8MHz以下时候测得的有效值的精度可以保证，在题目要求的通频带10kHz～6MHz内精度较高。8MHz以上输出信号可采用高频峰值检测的方法来测量，但是由于时间关系，高于8MHz的信号我们未能测量显示。
4.自动增益控制（AGC）
利用单片机根据输出信号幅度调节增益。输出信号检波后经过简单2级RC滤波后由单片机采样，截止频率为100Hz。由于放大器通频带低端在1kHz，当工作频率为1kHz时，为保证在增益变化时输出波形失真较小，将AGC响应时间设定为10ms，用单片机定时器0来产生10ms中断进行输出有效值采样，增益控制电压也经过滤波后加在可变增益放大器上。AGC控制范围理论上可达0～80dB，实际上由于输入端加了保护电路，在不同输出电压时AGC范围不一样，输出在4.5～5.5V时AGC范围约为70dB，而当输出为2～2.5V时AGC范围可达80dB。
5.系统整体框图（见图3）
理论分析与参数计算
1．电压控制增益的原理
AD603的基本增益为：Gain (dB) = 40 VG + 10，其中，VG是差分输入电压,单位是V，Gain是AD603的基本增益,单位是dB。
从此式可以看出，以dB作单位的对数增益和电压之间是线性的关系。由此可以得出，只要单片机进行简单的线性计算就可以控制对数增益，增益步进可以很准确地实现。但若要用放大倍数来表示增益的话，则需将放大倍数经过复杂的对数运算转化为以dB为单位后再去控制AD603的增益，这样在计算过程中就引入了较大的运算误差。
2.AGC介绍 br>
AGC是自动增益控制电路的简称，常用在收音机、电视机、录像机的信号接收和电平处理电路中。它的作用是当信号较强时，使其增益自动降低；当信号较弱时，又使其增益自动增高，从而保证输出信号基本稳定。
3.正弦电压有效值的计算
AD637的内部结构如图4所示。根据AD637芯片手册所给出的计算真有效值的经验公式为：
其中：VIN为输入电压，Vrms为输出电压有效值。
系统各模块电路的设计
1.输入缓冲和增益控制部分
图5为输入缓冲和增益控制电路，由于AD603的输入电阻只有100Ω，要满足输入电阻大于2.4kΩ的要求，必须加入输入缓冲部分用以提高输入阻抗；另外前级电路对整个电路的噪声影响非常大，必须尽量减少噪声。故采用高速低噪声电压反馈型运放OPA642作前级跟随，同时在输入端加上二极管过压保护。
输入部分先用电阻分压衰减，再由低噪声高速运放OPA642放大，整体上还是一个跟随器，二极管可以保护输入到OPA642的电压峰峰值不超过其极限（2V）。其输入阻抗大于2.4kΩ。OPA642的增益带宽积为400MHz，这里放大3.4倍，100MHz以上的信号被衰减。输入输出端口P1、P2由同轴电缆连接，以防自激。级间耦合采用电解电容并联高频瓷片电容的方法，兼顾高频和低频信号。
增益控制部分装在屏蔽盒中，盒内采用多点接地和就近接地的方法避免自激，部分电容电阻采用贴片封装，使得输入级连线尽可能短。该部分采用AD603典型接法中通频带最宽的一种，通频带为90MHz，增益为－10～+30dB，输入控制电压U的范围为－0.5～＋0.5V。图6为AD603接成90MHz带宽的典型方法。
增益和控制电压的关系为：AG(dB)=40×U+10，一级的控制范围只有40dB，使用两级串联，增益为AG(dB)=40×U1+40×U2+20，增益范围是－20～+60dB，满足题目要求。
由于两级放大电路幅频响应曲线相同，所以当两级AD603串联后，带宽会有所下降，串联前各级带宽为90MHz左右，两级放大电路串联后总的3dB带宽对应着单级放大电路1.5dB带宽，根据幅频响应曲线可得出级联后的总带宽为60MHz。
2.功率放大部分
电路如图7所示。参考音频放大器中驱动级电路，考虑到负载电阻为600Ω，输出有效值大于6V，而AD603输出最大有效值在2V左右，故选用两级三极管进行直流耦合和发射结直流负反馈来构建末级功率放大，第一级进行电压放大，整个功放电路的电压增益在这一级，第二级进行电压合成和电流放大，将第一级输出的双端信号变成单端信号，同时提高带负载的能力，如果需要更大的驱动能力则需要在后级增加三极管跟随器，实际上加上跟随器后通频带急剧下降，原因是跟随器的结电容被等效放大，当输入信号频率很高时，输出级直流电流很大而输出信号很小。使用2级放大已足以满足题目的要求。选用NSC的2N3904和2N3906三极管（特征频率fT＝250～300MHz）可达到25MHz的带宽。整个电路没有使用频率补偿，可对DC到20MHz的信号进行线性放大，在20MHz以下增益非常平稳，为稳定直流特性。我们将反馈回路用电容串联接地，加大直流负反馈，但这会使低频响应变差，实际上这样做只是把通频带的低频下限频率从DC提高到1kHz，但电路的稳定性提高了很多。
本电路放大倍数为：AG≈1＋R10/R9 ，整个功放电路电压放大约10倍。通过调节R10来调节增益，根据电源电压调节R7可调节工作点。
3.控制部分
这一部分由51系列单片机、A/D、D/A和基准源组成。使用12位串行A/D芯片ADS7816和ADS7841（便于同时测量真有效值和峰值）和12位串行双D/A芯片TLV5618。基准源采用带隙基准电压源MC1403。框图如图8所示。
4.稳压电源部分
电源部分电路见图9，输出±5V、±15V电压供给整个系统。数字部分和模拟部分通过电感隔离。
抗干扰措施
系统总的增益为0～80dB，前级输入缓冲和增益控制部分增益最大可达60dB，因此抗干扰措施必须要做得很好才能避免自激和减少噪声。我们采用下述方法减少干扰，避免自激：
（1）将输入部分和增益控制部分装在屏蔽盒中，避免级间干扰和高频自激；
（2） 电源隔离，各级供电采用电感隔离，输入级和功率输出级采用隔离供电，各部分电源通过电感隔离，输入级电源靠近屏蔽盒就近接上1000μF电解电容，盒内接高频瓷片电容，通过这种方法可避免低频自激；
（3） 所有信号耦合用电解电容两端并接高频瓷片电容以避免高频增益下降；
（4） 构建闭路环。在输入级，将整个运放用较粗的地线包围，可吸收高频信号减少噪声。在增益控制部分和后级功率放大部分也都采用了此方法。在功率级，此法可以有效地避免高频辐射；
（5） 数模隔离。数字部分和模拟部分之间除了电源隔离之外，还将各控制信号用电感隔离；
（6） 使用同轴电缆，输入级和输出级使用BNC接头，输入级和功率级之间用同轴电缆连接。
实践证明,电路的抗干扰措施比较好，在1kHz～20MHz的通频带范围和0～80dB增益范围内都没有自激。
本系统单片机控制部分采用反馈控制方式，通过输出电压采样来控制电压增益。由于AD603的设定增益跟实际增益有误差，故软件上还进行了校正，图10为其软件流程图。
系统调试和测试结果
1.测试方法
将各部分电路连接起来，先调整0dB，使输出信号幅度和输入信号幅度相等，然后接上600Ω的负载电阻进行整机测试。
2.测试结果
限于篇幅，测试结果见本刊网站。
3.误差分析
我们测量的误差主要来源是电磁干扰，由于试验场地有许多电脑和仪器使用开关电源，电磁噪声很大，而且使用的同轴电缆屏蔽效果并不好，所以测量输入端短路的噪声电压时随输入短接方式不同而有很大的误差。
测试性能总结
全国电子设计竞赛范文2
大学生创新性实验项目在实施过程中也暴露出一些问题：实验场地不够，仪器设备有限，大部分学生在各自的宿舍里进行；教师指导不到位，学生自主解决问题的能力不强，导致项目完成质量差；对与项目相关的技术手段了解不够深入。这些问题导致大学生创新性实验项目不能落到实处。[2]
基于上述原因，针对新升本科院校电子类专业学生，笔者结合7年的电子设计竞赛指导经验和3年的湖南省大学生研究性学习、创新性实验计划项目指导经验，探索了创新性实验项目和电子设计竞赛相结合的教学模式，有效解决了上述存在的问题，实施过程中取得了良好的效果，在2011年全国大学生电子设计竞赛中获得国家二等奖2项、湖南省一等奖2项、三等奖1项，2010年结题的湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划项目“智能型万能遥控器的研究与开发”被评为“优秀项目”。
一、大学生创新性实验项目和电子设计竞赛及其相互关系
大学生研究性学习和创新性实验计划项目（简称“大学生创新性实验项目”）是高等学校教学质量与教学改革工程的重要组成部分，是提高本科教学质量和大学生综合素质培养的重要手段。计划的实施旨在积极探索并建立以问题和课题为核心的教学模式，倡导以学生为主体的创新性实验改革，调动学生的主动性、积极性和创造性，激发学生的创新思维和创新意识，逐渐掌握思考问题、解决问题的方法，提高其创新能力和实践能力。[3]全国大学生电子设计竞赛是教育部高等教育司、工业和信息化部人事教育司共同举办，瑞萨电子（中国）有限公司协办的面向全国高等学校大学生的群众性科技活动，目的在于培养大学生的创新能力、团队协作精神，提高学生针对实际问题进行电子综合设计与调试的能力。[4]随着高等教育的发展，大学生创新性实验项目和电子设计竞赛的关系会越来越密切。两者都是属于课外科技活动，目的在于培养学生的创新能力和团队协作精神；大学生创新性实验项目重视过程管理，强调学生在项目实施过程中创新思维、创新实践能力的锻炼和培养，而不是注重学生的研究成果，这在一定程度上减轻了学生的心理负担，提高了学生参与创新性实验项目的积极性。而电子设计竞赛却非常重视竞赛的成绩，因为竞赛成绩直接影响到学校的招生、竞赛经费的多少、教师职称的晋升、学生是否有保研资格和就业等问题。所以，将两者结合不仅可以取长补短，而且可以实现教学资源的共享。
二、大学生创新性实验项目和电子设计竞赛相结合教学模式的探索与实践
1.大学生创新性实验项目和电子设计竞赛相结合教学模式的内涵
具体来说是要求参加电子设计竞赛的全体学生3人一组申报大学生创新性实验项目，申报的题目必须参考历届电子设计竞赛的真题；同时动员和鼓励创新性实验项目立项成功的学生加入到电子设计竞赛的队伍，给他们提供专用的实验室、配置高档的仪器设备和安排“双师型”的指导老师进行指导，使学生和指导老师既参与大学生创新性实验项目，又参加电子设计竞赛，实现了人员、场地和仪器设备等教学资源的共享，解决了竞赛经费不足的问题。学生在进行创新性实验项目过程中完成电子设计竞赛，而电子设计竞赛的成果反过来又丰富了大学生创新性实验项目的内容。
2.大学生创新性实验项目和电子设计竞赛相结合教学模式的探索与实践
湖南城市学院于2005年、2007年和2009年组队参加湖南赛区的第七、八和九届全国大学生电子设计竞赛，分别获成功参赛奖、省级三等奖和成功参赛奖，成绩不理想。2009年10月，通信与电子工程学院院长组织几个电子设计竞赛指导老师开会，总结教训，寻找竞赛成绩不好的原因，讨论下一届电子设计竞赛的准备工作，在会上提出了一种大学生创新性实验项目和电子设计竞赛相结合的教学模式，2009年10月至2011年9月实践了该教学模式，并取得了可喜的成绩，下面介绍该模式的实施细则。
（1）大学生创新性实验项目和电子设计竞赛相结合教学模式的准备阶段。
1）组织学生申报大学生创新性实验项目和举办校内电子设计竞赛。当电子设计竞赛结束后，通信与电子工程学院通过专门的网站和讲座的方式向电子类大学生宣传创新性实验项目、电子设计竞赛的内容，形成创新性实验项目和电子设计竞赛所需要的氛围，然后，成立电子课外科技活动中心，鼓励电子类大学生参加，引导学生自己动手做一些电子小产品，培养学生的兴趣。2010年4月，学校教务处组织学生申报大学生创新性实验项目，通信与电子工程学院动员学生积极申报，要求具有副教授及以上职称和具有硕士学位老师的必须每人带一组学生申报大学生创新性实验项目，共申报了25项，立项了省级1项，校级10项，参与的学生为55人，获得项目经费3万元。2010年6月，举办校内电子设计竞赛，要求大学生创新性实验项目立项成功的学生参加，鼓励其他电子设计爱好者参加，有181名学生参加了竞赛。校内竞赛完全按照国家的竞赛形式进行。然后，组织这55个创新性实验项目立项成功的学生和在校内电子设计竞赛中获奖的学生共66人参加电子设计竞赛第一轮培训，这样学生不仅可以做立项成功的大学生创新性实验项目，又可以参加电子设计竞赛培训，有钱购买电子元器件。指导教师不仅可以在大学生创新性实验项目中拿指导费，也可以在电子设计竞赛培训中拿指导费，积极性也提高了，缓解了竞赛经费不足的问题，形成了良性循环。
2）开放实验室，提供实训场地，配置高档电子测量设备和组建电子元器件库。湖南城市学院提供了两个面积为80平方米的实验室做电路设计实验室，每个实验室配置了33张实验桌和一套价值15万元的电子测试设备；一个面积为120平方米的实验室做PCB制板实验室，配置了价值80万元的小型工业制板设备一套；一个面积为40平方米的实验室做电子元器件库，采购了一批价值为12万元的常用电子元器件。四个实验室每天向学生开放，指导老师轮流值班。
（2）大学生创新性实验项目和电子设计竞赛相结合教学模式的培训阶段。
1）第一轮培训。时间为2010年7月1日至8月30日，共60天。其培训内容是：AltiumDesigner设计软件的使用、基于AVR单片机的C语言程序设计、常用电子测试仪器的使用、设计和制作数控电压源。
2）第二轮培训。第一轮电子设计竞赛培训的66人通过考核选拔42人参加第二轮培训。时间为2010年9月1日至2011年6月30日，主要是利用星期六、星期日、节假日和星期一至星期五的晚上。其培训内容是分电源类、控制类和仪器仪表类三个方向培训学生。有大学生创新性实验项目的学生尽量分到一组且选择与自己项目相关的方向，然后分方向做历届竞赛的题目和大学生创新性实验项目。
3）第三轮培训与参赛。根据第二轮培训中学生制作产品的情况选拔30人参加第三轮培训。时间为2011年7月1日至8月30日，共60天。其培训内容是分电源类、控制类和仪器仪表类三个方向模拟竞赛的情况，在4天3晚的时间内3人为1组完成指导教师布置的模拟竞赛题目和设计报告，指导教师按照电子设计竞赛测试的标准测试学生制作的产品和批改设计报告，给出客观的分数。2011年8月31日8：00至9月3日20：00是第10届全国电子设计竞赛的时间，指导教师做好后勤服务，保证学生吃好和负责及时购买电子元器件。
（3）大学生创新性实验项目和电子设计竞赛相结合教学模式的总结阶段。电子设计竞赛结束后，要及时组织参赛学生和指导教师召开总结会议，在会议上主要做以下几件事情：要详细介绍参赛作品测试的流程、注意事项和测试技巧，并在会上安排测试的准备工作；要求每位参赛学生谈谈自己的收获、体会和建议，对一些合理的建议进行整理后，向院领导汇报，找出整改的措施；要求每位参赛学生以项目、单位模块电路的方式整理自己在培训和参赛期间的所有资料，并放在一个文件夹内，交给班长，再由班长收齐后交给指导教师，使下一届学生可以参考并从中受益。
三、构建大学生创新性实验项目和电子设计竞赛相结合教学模式的保障体系
1.建设一支“双师型”的指导教师队伍
教师是培养学生动手能力的关键，因此，湖南城市学院从培训现有教师、引进“双师型”教师和外聘具有实践经验的业界行家作为学院的兼职教师三方面入手。2010年暑假派了6位指导教师2人一组分别到湖南科瑞特电子有限公司、北京华清远见教育集团嵌入式学院学习AVR单片机、FPGA和ARM，努力使其成为“双师型”教师；2010年12月从益阳职业技术学院引进电路设计实践经验丰富的李加升教授，外聘湖南科瑞特电子有限公司研发部主管肖宇工程师做指导教师，充实师资队伍力量。只有这样，才能建设一支“双师型”的指导教师队伍。这些教师不但有丰富的专业理论知识，还有过硬的实践技能，授课理论联系实际，由他们指导电子设计竞赛和大学生创新性实验项目的学生，才能培养出好的参赛学生，取得好的参赛成绩，保证创新性实验项目完成的质量。[5]
2.建立开放性实验室和电子元器件库
开放性实验室是全天向学生提供实验和实践的场所，该场所内要配置高档的电子测试仪器、制板设备和开发板，它有专人值班，学校的师生员工均有权使用它。从经验来看，开放性实验室可以极大地提高学生的学习积极性和主动性，发挥他们的创新能力，受到学生普遍的欢迎。通过它的实施，形成了学生爱动手、有动手的机会、人人参与的良好风气，从而使大学生创新性实验项目和电子设计竞赛有了一个良好的群众基础。[5]教师和学生在电路设计与制作时常常遇到这样的情况，即费了九牛二虎之力绝大多数元件都买到了，只差一个元件未买到，导致无法工作进行下去。建立电子元器件库是一个较好的解决办法，就是将一些常用常见的元器件买一些，分类放好，由专人保管维护，这样有两个方面的好处：一是可以保证大部分元器件在学校就有，只要集中精力去购买元件库中没有的元件，缩短了元器件的购买时间；二是不会因元器件不到位而影响学生的设计方案选择或者延误学生的设计进度。
3.设置激励机制
激励机制的建立是相当重要的，对指导教师和学生而言，参加竞赛获奖的难度很大，完成创新性实验项目的研究工作需要投入大量的时间和精力，需要得到承认和报酬。如果没有较好的激励措施，会影响其积极性。因此，学校应建立一套合理的激励制度，鼓励教师和学生参加创新性实验项目和竞赛。例如：合理核算教师指导大学生创新性实验项目和电子设计竞赛的工作量，并根据获奖的情况，在教师的评优、评先和职称晋升时给予优先考虑。对参加创新性实验项目和电子设计竞赛的学生，根据参加时间的长短给予一定的选修性质的学分；对表现突出的学生，学院在评定优秀学生、奖学金和推荐免试研究生时给予优先考虑；对和获奖的学生，根据论文的档次和获奖的等级给予一定的物质奖励。只有这样才能够调动教师和学生的积极性，促使更多的优质项目立项和取得更好的竞赛成绩。[6]
全国电子设计竞赛范文3
【关键词】电子设计竞赛；创新思维；动手能力
一、引言
自1994年开始举办的全国大学生电子设计竞赛已成为我国电子信息领域举办时间最长、规模最大、最具影响力的大学生学科竞赛活动，已成为教育发展和教学改革的一种良好的辅助和促进手段，通过竞赛培养了大批学生团队合作精神和克服困难的创新精神[1]。这项竞赛得到了绝大多数设有电子信息类专业学校的积极响应，通过大学生电子设计竞赛，旨在为更多的学生营造参与科技和创新活动的环境，培养和提高大学生的创新意识和创新能力。
在近几年来的电子设计竞赛培训过程中，在参赛学生选拔、培训内容选择、培训方式及具体措施等方面做了一些有益的尝试，总结其中的体会与大家共享。
二、参赛学生的选拔
在参赛小组的选拔中，首先由学生自由组队报名，要求组队后的3个队员各自具有较强的能力且队员之间能配合默契，在单片机系统设计与应用，模拟和数字电路的应用，硬件焊接与调试，计算机编程以及撰写设计报告论文等方面要有所分工；然后组织报名参赛队进行选拔考试，内容包括模拟电路、数字电路、单片机、传感器等方面的基本知识及应用，典型测量系统的设计方案，对电子竞赛的了解，参加竞赛的优势自述等；最后指导老师根据各参赛队成员选拔考试的结果、面试表现以及综合考虑各参赛队在团队合作、硬件制作、软件编程、报告撰写能力等方面的实力，确定参加竞赛的5个组和各组成员。
三、参赛学生的培训
从历年的竞赛题目中确定各参赛小组的第一次训练题目，尽量做到各参赛小组选择不同的训练题目，按照电子竞赛的要求，规定在一个适当的时间内完成实物的制作、性能指标的测试、总结报告的撰写。
在第一个实际系统设计后，协商电子设计竞赛第二次训练题目，要求尽可能多地涉及未曾接触的知识点，在规定的时间内完成设计任务，然后各小组演示实物的功能，测试电子系统的各项指标，注重测试方法是否正确，测试性能指标是否符合设计要求，对于差异较大的需要认真分析其原因，找出合理的解决方案并实施。
最后，要求各参赛小组认真整理前一阶段培训完成的实物，单元电路要求注明电源要求、详细且清楚的输入输出接口信息，达到的性能指标并形成文字，软件要求有整体的说明，需要占用的资源说明、语句有详细的注释。辅导老师对培训中出现的问题向学生做详细的介绍，对竞赛中容易出现的问题也需要提醒学生。在参赛的前一天不安排具体的工作，保证学生能休息好，以极佳的状态参加电子设计竞赛。
四、辅导中几点体会
作为指导过多届电子设计竞赛的教师，谈谈辅导电子竞赛的一些体会。
（一）充分发挥学生的主观能动性
培养具有创新能力的高素质人才是高校教学追求的目标，参加电子竞赛的主体是学生，因此学生的积极性至关重要。参加电子竞赛的目的要求学生在竞赛中能做得最好，能全身心地投入到训练和竞赛中去，参赛学生的理论知识和实践动手能力要能得到充分的结合，在电子竞赛中能创造性地完成命题的要求，往往能取得较好的竞赛成绩。参加电子设计竞赛培训的学生，通过电子设计竞赛后，个人的能力方面能得到很大的提高，与其他学生相比在毕业设计阶段能更好更快地进入课题的研究，因而深受教师的欢迎。
（二）注重创新思维及团队合作能力的培养
大学生电子竞赛为具有创新能力的学生提供了一个展示才能的舞台，教师在培训中应结合实际拟定电子系统设计题目，鼓励学生进行多个方案的设计，特别是对具有创新思维的设计方案应引起足够的重视，教师和学生共同分析讨论，比较其优缺点，对方案进行细化和优化，进行电路分析计算，有可能就要进行软件仿真，减少不必要的失误，在此基础上完成电路的制作。在培训中既要向学生传授知识，还要刻意培养学生的团队精神，鼓励大组合作，高低年级合作，充分调动每位学生的积极性，同时指导教师也应该具备必要的专业技能和奉献精神，并通过不断学习新知识来提高自己。
（三）培养学生系统能力
在大学生电子竞赛辅导中，不仅要培养单元电路的设计安装调试能力，更要培养学生根据某一设计任务的技术指标细化每一个单元电路的功能和技术指标，对任务在总体上有一个明确的认识。如温度控制系统：就应从温度传感器的选用（Pt电阻、Cu电阻、热电偶、半导体集成温度传感器等），小信号放大滤波、单片机数据采集显示、控制算法程序的编写、执行机构控制电路等方面来考虑各个部分的性能指标，只有各个部分设计合理，才能以较低的价格设计出整体性能达标具有实用价值的系统。
五、结束语
2009年9月参加由中华人民共和国教育部高等教育司和信息化部人教司主办的全国大学生电子设计竞赛，07级学生王辉、程伟、游俏俊组成的参赛队设计制作完成的“智能模拟恒流源路灯控制系统”一路过关斩将，最终荣获全国一等奖，学生代表王辉赴北京人民大会堂领奖。实践表明我们采取的参赛学生选拔方式，培训内容的选择，培训方式在大学生电子设计竞赛培训辅导过程中收到很好的成效，在较短的时间内学生的工程实践能力和创新意识得到了很大的提高。
参考文献
[1]王越，韩力，沈伯弘，赵显利，俞信，胡克旺.大学生电子设计竞赛的开展与学生创新能力的培养[J].中国大学教学，2005（10）.
[2]全国大学生电子设计竞赛章程[EB/OL].http：//.cn 2007.
作者简介：
全国电子设计竞赛范文4
关键词： 电子设计竞赛 电力电子技术 教学改革
教育部、信息产业部等联合组织的全国大学生电子设计竞赛自1994年以来已经成功举办了11届，从历届竞赛题目来看，主要有以下几种方向题目：电源设计、信号源、处理类和控制类等。其中和“电力电子技术”课程最密切的是电源设计类题目，几乎每一届都会出现电源设计方向的题目，因此全国大学生电子设计竞赛题目应结合“电力电子技术”课程教学目标，不但可以丰富教学内容，明确教学任务，而且可以提高学生实践能力。
电气工程及其自动化专业为广东石油化工学院（以下简称我校）卓越工程试点专业，可以为教学研究提供优秀的平台。通过全国大学生电子设计竞赛把对人才素质的检验反馈到教学改革中，调整和改革电气类专业人才培养机制，体现大学生创新精神和实践能力。结合我校“卓越工程师”培养目标，探索建立具有地方性普通高校特色的电气类专业人才培养机制。针对不同层次学生教学目标和教学要求，设计更好的教学方法，注重理论知识与实践教学相结合，让学生在做中学，以电子设计竞赛题目和任务导学和驱动教学。
1.教学改革目标
电力电子技术课程的任务是使学生熟悉各种电力电子器件的特性和使用方法；掌握各种电力电子电路的结构、工作原理、控制方法、设计计算方法及实验技能；熟悉各种电力电子装置的应用范围及技术经济指标，提高学生专业素质。专业素质主要体现为运用所学专业知识、理论和技能进行专业实践，解决社会实践问题（如技术创新、技术改造、产品开发、设备维护、生产管理等）的能力。构建符合应用型人才成长的课程体系，厚基础、重实践、结合单片机应用系统设计方面形成突破，使学生有丰富的系统设计经验。注重培养学生专业意识，激发专业兴趣。结合单片机C语言等课程，课内教学以理论为主，课外教学以实践为主，使学生得以全面发展。确定课程教学目标，结合全国大学生电子设计竞赛历届题目，分阶段构建课程知识培养架构；以学生为主体，以能力培养为核心，引入多种教学方法和教学手段，改变课程考核方式，全面对课程教学进行改革，争取在全国大学生电子设计竞赛中取得更好的成绩。
2.教学方法改革
为了完成以上教学任务，对课程教学方法进行改革，在不同阶段的教学过程中采用不同的教学方法，激发学生学习热情，培养学生相应能力，同时鼓励学生参加各种电子设计竞赛。
2.1学科基本内容教学改革
首先利用多媒体教学环境进行课堂教学，充分利用多媒体教学，进行电子课件、电路仿真、教学素材资源库及视频展示等，将抽象问题形象化，这样教学更生动具体，提高学生的学习兴趣，更好地掌握教学内容，同时提高教学效率和教学质量，获得较好的教学改革效果。
其次，根据教学内容安排一定课堂时间给学生自学和实践，有利于巩固和深化教学内容，提高学生实践能力。自学指导法的关键在于学生课外自学过程中，教师必须布置学习要点让学生自学，要求学生组成兴趣小组，利用网络或图书馆查阅资料，结合课堂所学知识开展专题自主学习，然后由小组负责人在课堂上进行汇报，不同小组学生先互评，然后老师进行适当点评。引入自学指导法有助于提高学生学习主动性，给学生课外自学提供适当引导，提高学习效率，对提高学生自学能力和分析问题、解决问题的能力等有很大帮助，使学生感受到团队的重要性和自主学习的乐趣。
2.2实验教学改革
在理论教学和实践教学过程中引入电子设计竞赛题目与设计要求，采用任务驱动教学，使理论和实践结合起来。一个电力电子项目应用项目需要很多电路，如PWM电路、测量放大、输出控制等，涉及电路分析、模拟电路、数字电路、C语言、单片机、等方面知识，以电力电子技术课程开发带动其他课程学习，起到以点带面的作用。教师给出设计方案，让学生分析方案，或设计满足性能指标的电力电子系统，最后指导老师对每个小组设计的方案进行讲评，分析设计方案的优缺点，并提出改进意见。使学生理论联系实际，加深对电力电子技术课程课堂教学内容的理解，培养学生灵活运用所学知识的能力。在实验室完成课程教学过程，边讲边练，讲练结合，分组实践，共同讨论。教学过程中，坚持学生电子设计竞赛相关设计能力培养原则，打破班级整体概念，以电气工程及自动化专业实验室的目前的教学条件，一般将学生分为4～6人的学习小组，以单片机开发板、驱动电路、电力电子变流电路等硬件，配合从低到高的不同性能要求的电子设计竞赛题目，从独立分项的拓扑电路技术实践向综合性工程实践逐步完成教学任务。
2.3电子设计竞赛培训与选拔
以全国大学生电子设计竞赛为目标，鼓励学生参加各种电子设计竞赛，选拔优秀学生进行专门培训，提出相应的学习目标和要求，促进优秀创新人才成长。目标是拔高创新人才培养带动整体水平提高。教学过程中引入“因材施教”教学策略，针对不同层次、不同兴趣的学生提出不同要求，以满足不同需求，在满足基本教学要求的前提下，提出和达到更高的教学目的。一方面，对于经典理论和基本知识点，必须让学生掌握。另一方面，让学生不断吸收新知识。电力电子技术发展速度相对较快，为了使培养的学生适应市场需求，教学过程中必须时刻把握和跟踪新技术和方向。
3.教学手段改革
理论必须联系实际，电力电子技术有很强的实践性，实验是培养动手能力、严谨科学态度和科学研究方法的重要手段，是必不可少的一个教学环节。电力电子技术实验环节学时一般为8学时，课内安排3个基础性实验和1个综合实验设计，课外安排1个创新性选修课题设计。为了弥补实验课时较少及实验室在硬件建设上的不足，充分利用现有电路仿真软件建立虚拟实验室，软硬结合，提高实验教学质量。此外，还可以利用Flash等多媒体软件、制作波形分析等动画教学课件，通过这种互动式直观教学，解决电力电子电路中电压、电流波形分析难的问题，形象生动地完成课程教学内容，加深对教学重点和难点的理解，增强教学效果。
4.结语
结合全国大学生电子设计竞赛教学改革，学生对本课程学习基础扎实，思维和视野扩大，除掌握课程知识本身外，还掌握获得知识的方法，自学能力得到增强，培养创新意识，以点带面，对其他课程和专业知识学习有显著的帮助和促进作用，使学生真正掌握由元件到系统、由强电到弱电、由硬件到软件等多方面系统化专业知识，实践能力得到训练和提高，争取在全国大学生电子设计竞赛中取得更好的成绩。
参考文献：
[1]李建坡.依托电子设计竞赛培养信息类专业学生创新与实践能力[J].东北电力大学学报，2010（10）.
[2]王立华.大学生电子设计竞赛电源类赛题分析[J].实验科学与技术，2013（2）.
[3]王福兴.从大学生电子设计竞赛看专业基础实验课改革[J].中国科教创新导刊，2011（16）.
全国电子设计竞赛范文5
全国大学生电子设计竞赛参赛学生的人数从1994年第一届600余名增加到今年第六届9 600余名。获全国一等奖的学生队从1994年的11个队，增加到今年的119个队。人数翻了16倍，获奖的队数也翻了10余倍。我们学校参赛的情况也是如此。1995年的第二届我校首次参加，获全国一等奖1个队，今年获全国一等奖7个队，并且喜捧SONY杯。我们为学生高兴，我们再次祝贺全国大学生电子设计竞赛的圆满成功！大赛之所以受到越来越多的学校重视，吸引越来越多的学生参加，规模越来越大，关键在于：大赛开创了一个让全国大学生都能参加的“展示电子设计能力”的巨大舞台。也为高校提供了一个交流“教学改革研究与实践”经验的平台。因此，大赛促进了高校的教学改革，调动了学生自主学习的积极性，让一批优秀人才脱颖而出。
仔细分析大赛试题不难发现，每一届试题的知识面在拓宽，难度在提高，而从学生完成的情况来看越来越好。例如：今年大赛的低频数字相位测量仪（C题）和简易逻辑分析仪（D题），如果作为上几届的试题，采用中规模数字逻辑器件实现，其难度是相当大的。而现在随着教学改革的深入，EDA工具、数字可编程逻辑器件已经普遍地引入到教学中，学生实现这2道题，比以前要容易多了。再如宽带放大器（B题）这道题的难度是比较大的，要求不仅熟练掌握电子电路的基本理论、基本方法、基本技术指标而且还要具有综合设计能力。但是，学生选用了一个带宽为90MHz具有AGC控制的集成电路芯片，使得前端电路实现起来就容易多了。而在宽带放大器（B题）的输出部分，学生巧妙地运用晶体管组成互补对称功率放大器电路实现高频功率放大。他们将所学的知识进行灵活应用，正是大赛所强调的创新设计能力。
由此可见，学生参加电子设计大赛，既要熟练地掌握电子电路的基本理论和方法，还要具有选用新器件的能力。在电子设计大赛的促进下，课内教学与课外活动应进行有机的结合。我们在这方面做了一些探索性的工作。
实验课教学模式的改革
我们将低频、高频、数字逻辑电路等实验课的内容进行整合和优化，成为“电子线路设计与测试”课程，面向信息学院开课。该课程分为三个层次：基础性实验－综合设计性实验－设计研究性实验”。各个层次的教学内容和教学方法是：（1）基础性实验：开设一定数量的验证性实验，包括模拟电路、数字电路以及高频电路三门课程的基础实验。运用EDA进行仿真、比较实验与仿真的结果。（2）综合设计性实验：以集成电路和可编程器件为主，由学生自行设计、装调电子电路，培养学生工程设计能力，启发学生创新设计思维。（3）设计研究性实验：打破多门课程界线，进行综合性、研究性课题设计，如电子系统的设计，CPLD/FPGA的数字应用系统设计，嵌入式系统设计，电子系统自动化设计与仿真。
采用“三开放”的教学方法，即（1）时间开放：学生可以通过上网预约实验时间和实验室，实验仪器1人1组。（2）内容开放：学生完成基本的实验后，可以扩展实验内容。（3）元器件开放：与实验相关的所有元器件发给学生，由学生保管。学生每做完一个实验课题，教师收集学生实验中的问题，组织同学课堂讨论，还可以在课堂上提问，师生共同讨论。理论与实践相结合，学生以自学为主，实验为主，教师现场指导的方法进行教学，同时还用多媒体课件给学生讲授20学时的理论课，介绍电子线路的设计方案、设计思路，新器件和EDA技术的应用以及实验测试方法等问题。
课外科技活动模式的改革
成立电子课外科技活动中心，探索开展科技创新活动的模式，为学有余力的学生提供创新设计的舞台，培养和提高学生的创新实践能力，课外活动的成绩计入学分。我们的做法是：
1.全校招聘、择优录取 活动中心学生应是学校的精英，接受培训的学生必须是品德好、实践动手能力强、学有余力、具有团队意识的优秀学生。培训过程中严格实行淘汰制，并随时吸收优秀的学生加入培训。
2.培养电子设计综合能力 培养检索资料的能力、电子系统设计能力、实际动手能力、分析排除故障能力、表达能力等。由浅入深，循序渐进，有计划地进行培训，独立完成电子电路模块设计与制作。
3.资源共享 优秀作品及时整理归档，举行优秀作品展示会，组织专家进行点评。组织各种形式的学习讨论会，促进信息交流。建立网站，开展网上答疑，网上交流，实现资源共享。
4.培养团队精神 电子设计竞赛要求三人组成一个队，互相配合、分工合作、需要团队精神。在顺境时要相互提醒保持冷静，逆境时要相互鼓励共度难关，出现问题时不能相互埋怨，这与课堂教学强调独立性是有明显区别的。
全国电子设计竞赛范文6
关键词：实践教学 电子类竞赛 有效措施
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2012)07(a)-0177-01
坚持教育教学与实践相结合是我党教育方针的重要内容,近年来,总书记就加强实践育人工作先后四次作出了重要指示。2012年1月,教育部又会同六个中央部门联合印发了《教育部等部门关于进一步加强高校实践育人工作的若干意见》,对高校实践育人工作的常态化、长效化建设具有重要而深远的指导意义。对于电子信息工程技术、应用电子技术、电气自动化技术等等电工电子类相关专业而言,电子类竞赛能够充分发挥学生主观能动性,促进学生将理论知识转化为电路分析、设计、组装和调试的能力,提高学生的专业技能和综合素质,是加强专业实践教学工作的一项重要措施。
1 实践教学在高职电工电子专业教学中的重要性
对于高职高专院校而言,人才培养的目标是培养适应行业企业实际岗位的高技能应用型人才,而高职院校中的各个电工电子专业作为典型的工科专业,实践教学环节更是重中之重。我院电子电气工程系的所有专业教学计划中,实践环节所占比重均在50%以上。
根据多年教学改革的经验总结,电工电子专业的实践教学应采用“理实一体化”的教学模式,将理论付之于实践之中,以贴近企业实际的校内外实训基地为场所,将课程中抽象的专业理论知识转化成具体的实践操作。在整个实践教学环节中,必须坚持以学生为学习主体,以专业实际岗位所需技能的培养为重点,通过实践尝试、基本技能应用和技术创新等环节,最终实现学生的专业技能、分析能力、创新能力、沟通能力和合作精神等方面的培养与提高。
2 电子类竞赛对高职电工电子专业人才培养的推动作用
高职院校积极参加电子类竞赛,不仅能够提高学生动手能力和创新能力,培养学生的协作精神以及工程实践素质,还有利于实践教学手段的创新,有利于今后持续进行教学改革和新的教学体系的形成,对于培养符合行业企业要求的应用型人才具有重要意义。
2.1 参与电子类竞赛有利于提高专业教师和学生的整体素质
学生在培训过程中巩固基础知识和基本技能,更重要的是掌握了实用技术,培养了科技创新能力这一核心竞争力。学生在竞赛过程中需要进行选题、分析、确定方案、查找资料、浏览文献、选择元器件、电路板设计加工、安装、调试、论文撰写、参加答辩等过程,心理素质和职业能力得到历练。更重要的是,在培训、调试、竞赛的过程当中,指导教师也能不断进步,不仅专业技能水平得到提高,还开阔了眼界,为以后的竞赛积累丰富经验。
2.2 参与电子类竞赛能够增强学生的就业竞争力
学生参加电子设计竞赛,不仅为学校争得了荣誉,提高了学校知名度,另一方面更是为自己争得了荣誉。参加竞赛有助于培养和锻炼高职高专学生的分析问题的能力、实践动手能力、获取新知识能力、创新能力、团队协作能力等,这些都是职业竞争力的几大要素。经过锻炼,他们在面对就业时的表现必定更加优秀。在日益激烈的就业环境下,根据我院近年来的就业情况反馈,用人单位特别是大型知名电子和IT企业在招聘毕业生时,往往会优先选择竞赛获奖的学生。
2.3 参与电子类竞赛将进一步促进电工电子专业教学改革
教师在带领学生参赛的过程中,能够发现学生知识和技能的一些欠缺,从而发现教学改革中的一些不足和问题。同时,教师在竞赛过程中总结得出的一些专业知识技能结构、培训方法和竞赛研究结论等也能够为电工电子类专业建设和教学改革提供可以参考的依据。
3 提高高职院校参加电子类竞赛实力的措施
3.1 做好竞赛培训平台的开发建设
培训平台是课题研究的硬件保证。通过课题组成员多年的分析研究,尤其是对全国大学生电子设计大赛的分析解读,结合多次参赛经验,最终总结出竞赛培训平台应该是集电子技术、单片机、可编程逻辑控制和嵌入式开发系统相结合、能够培养学生创新意识和职业综合素质的场所。我系在建设所主管的学院“十大文化阵地”之一“电子制作与维修中心”过程中,完全按照竞赛培训平台的需要进行软硬件搭建。我系竞赛教师团队在2010年、2011年多次在该平台上进行学生参赛前的指导和训练,取得了令人满意的效果。在2010年7月的“全国电子专业人才设计与技能大赛”中,我院学生获得全国二等奖、湖北省一等奖等多个奖项。在2011年9月的“全国大学生电子设计竞赛”中,学生获得湖北省三等奖。学院还利用本平台,多次成功举办“电子技能大赛”等电子类校内竞赛活动。这些竞赛成绩证明,电子维修与制作中心已经基本具备培养我院电工电子类学生职业素质的能力。
3.2 强化教师培训,提高指导能力
教师的设计制作能力是指导学生提高竞赛能力的前提条件。要提高教师竞赛指导能力,必须采用院系教师校内全员培训和校外重点培训两方面结合的措施。在校内培训过程中,我系聘请了“湖北省楚天技能名师”做培训教师进行指导,要求被培训教师按照往年竞赛题目进行项目实做。在校外重点培训过程中,选派实力较强的教师参加校外竞赛的相关培训,回校后传授经验。除此之外,还应加强校际交流,到具备参赛经验和成果的院校进行学习。在多项措施联合作用下,提高竞赛指导教师的整体专业技术水平。
3.3 重构竞赛所需的知识和技能结构
纵观这几年电子设计竞赛的题目可知,竞赛内容逐渐从以往单纯的模块电路搭建转向基本知识的拓展应用及创新,所需的知识和技能涉及光电技术电路、555电路专集电路、电源电路、控制电路、微机单片机应用以及PROTEL在绘图、制作封装库、画出PCB、布线方面的应用。在竞赛之前,竞赛组必须从竞赛需要出发,结合往年竞赛题目,从不同的课程中将这些具体知识点和技能点进行拆分、总结和重构,针对重要知识点和技能点进行重点培训。
参考文献
[1] 刘思远.2010年吉林省大学生电子设计竞赛实战经历[J].竞赛园地,2011(5):64-68.
