電子設計競賽培訓教程

電子設計競賽培訓教程2010-8-10第一部分課程內(nèi)容電子設計競賽簡介全國大學生電子設計競賽組織機構：教育部高等教育司和信產(chǎn)部人事司目標：培養(yǎng)大學生的實踐創(chuàng)新意識與基本能力、團隊協(xié)作的人文精神和理論聯(lián)系實際的學風；有助于學生工程實踐素質(zhì)的培養(yǎng)、提高學生針對實際問題進行電子設計制作的能力舉辦時間：單年份的9月，賽期為4天3夜。競賽方式：三人一組，半封閉，相對集中；可以查閱有關紙介和網(wǎng)絡資料全國大學生電子設計競賽競賽內(nèi)容：以電子電路（含模擬和數(shù)字電路）應用設計為主要內(nèi)容，可以涉及模-數(shù)混合電路、單片機、可編程器件、EDA軟件工具和PC機（主要用于開發(fā)）的應用。題目包括“理論設計”和“實際制作與調(diào)試”兩部分。競賽題目應具有實際意義和應用背景，并考慮到目前教學的基本內(nèi)容和新技術的應用趨勢，同時對教學內(nèi)容和課程體系改革起一定的引導作用。題目著重考核學生綜合運用基礎知識進行理論設計的能力，考核學生的創(chuàng)新精神和獨立工作能力，考核學生的實驗技能(制作、調(diào)試)。題目在難易程度方面，既要考慮使一般參賽學生能在規(guī)定的時間內(nèi)完成基本要求，又能使優(yōu)秀學生有發(fā)揮與創(chuàng)新的余地。全國大學生電子設計競賽評獎辦法：采取“一次競賽、兩級評獎”方式，評獎等級分為“賽區(qū)獎”和“全國獎”兩種形式。更多內(nèi)容請訪問電子設計競賽官方網(wǎng)站：

全國大學生電子設計競賽電子科技大學戰(zhàn)績年份一等獎二等獎2009662007610200585200312全國大學生電子設計競賽2009年電子科技大學獲最高獎歷屆考題分類歷屆考題分類縱觀歷屆賽題，設計方向大致可以分為四類：功能電路兼控制類系統(tǒng)設計(11項)第一屆（1994年）一、簡易數(shù)控直流電源

第二屆（1995年）一、實用低頻功率放大器二、實用信號源的設計和制作第三屆（1997年）A題直流穩(wěn)定電源

第四屆（1999年）A題測量放大器

第五屆（2001年）D題高效率音頻功率放大器

第六屆（2003年）A題電壓控制LC振蕩器

B題寬帶放大器第七屆（2005年）A題正弦信號發(fā)生器

F題數(shù)控直流電流源G題三相正弦波變頻電源歷屆考題分類測量儀器類系統(tǒng)設計（10項）第二屆（1995年）四、簡易電阻、電容和電感測試儀第三屆（1997年）B題簡易數(shù)字頻率計第四屆（1999年）B題數(shù)字式工頻有效值多用表

C題

頻率特性測試儀第五屆（2001年）A題波形發(fā)生器

B題簡易數(shù)字存儲示波器

第六屆（2003年）C題低頻數(shù)字式相位測量儀

D題簡易邏輯分析儀第七屆（2005年）B題集成運放參數(shù)測試儀

C題簡易頻譜分析儀歷屆考題分類通信傳輸類系統(tǒng)設計（7項）第一屆（1994年）二、多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第二屆（1995年）三、簡易無線電遙控系統(tǒng)

第三屆（1997年）D題調(diào)幅廣播收音機*第四屆（1999年）D題

短波調(diào)頻接收機第五屆（2001年）E題數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)

F題調(diào)頻收音機

第七屆（2005年）D題單工無線呼叫系統(tǒng)歷屆考題分類自動控制兼電路類系統(tǒng)設計（6項）第三屆（1997年）C題水溫控制系統(tǒng)

第四屆（1999年）E題數(shù)字化語音存儲與回放系統(tǒng)第五屆（2001年）C題自動往返電動小汽車

第六屆（2003年）E題簡易智能電動車

F題液體點滴速度監(jiān)控裝置第七屆（2005年）E題懸掛運動控制系

歷屆考題分類賽題趨勢分析擴展知識范圍著重基礎知識側重模擬電路強調(diào)創(chuàng)新發(fā)揮歷屆考題分類題目著重考核以下各方面的能力創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神知識面和知識綜合運用系統(tǒng)設計和架構對電路、集成電路、器件的熟悉程度電路設計、制作、搭試、調(diào)試、測試熟練運用各種儀器儀表、軟件工具、開發(fā)調(diào)試環(huán)境測試方法、數(shù)據(jù)處理、結果分析歷屆考題分類參賽需要掌握的基本知識、技術、技能常用儀器儀表的工作原理與構成示波器、信號發(fā)生器、頻率計、邏輯分析儀、失真度儀常用儀器儀表的使用、特殊應用數(shù)據(jù)測試技術EDA軟件技能運算放大器、儀器放大器、脈沖放大器、功率放大器寬帶放大器、可控增益放大器、AGC歷屆考題分類參賽需要掌握的基本知識、技術、技能微弱信號放大器、直流放大器濾波器設計調(diào)制解調(diào)技術、無線發(fā)射接收技術模擬與數(shù)字鎖相環(huán)技術程控電壓源、電流源、基準電壓源高頻信號源，DDS信號源，任意波形發(fā)生器，脈沖信號源微弱信號測試，頻率特性測試，相位測試，高頻信號測試，信號參數(shù)測試，信號失真度分析歷屆考題分類參賽需要掌握的基本知識、技術、技能傳感器應用，信號調(diào)理，數(shù)據(jù)采集溫度測試，電磁場測試，紅外測試金屬探測，障礙測試，自動尋蹤壓力、速度、加速度、位移量測試晶體管、電力電子器件、集成電路參數(shù)測試單片機、DSP、嵌入式系統(tǒng)設計高速、高精度A/D、D/A、圖形顯示、菜單設計CPLD、FPGA應用歷屆考題分類參賽需要掌握的基本知識、技術、技能串行通信與通信協(xié)議，現(xiàn)場總線技術IIC,SPI,LIN(1-WIRE),USB,RS232,CAN語音、圖像信號處理，編解碼數(shù)字濾波，頻譜分析，失真度分析低功耗系統(tǒng)設計機械運動控制，PID調(diào)節(jié)，PWM技術，整流技術，變頻技術，變流技術AC-DC,DC-DC,DC-AC直流電機，步進電機控制驅動賽前準備賽前準備培養(yǎng)各方面的能力掌握各種基礎知識掌握各種技術、技能賽前準備賽前----磨刀比賽----小試牛刀競賽注意事項競賽注意事項明確競賽的目的學習知識第一，成績第二，盡自己最大的努力！競賽注意事項2選題不可草率針對本組實力，不要追求太高難度的題注意明確所選題目的每一個指標，不要對題目理解上產(chǎn)生偏差明確題目各個指標的分數(shù)，明確什么是題目的關鍵點最好選擇自己有經(jīng)驗的題競賽注意事項3方案設計明確總體結構，對比各種方案，選擇適合自己做的，量力而行畫出系統(tǒng)的總體結構框圖，將各部分功能分解，合理分工多參考別人的設計方案要詳細，最好細到每個核心芯片的選型競賽注意事項4設計與調(diào)試合理分工，各盡其能有耐心，不要想當然細心，不急躁不到最后一刻，不要放棄第二部分課程內(nèi)容推薦參考書電子線路設計試驗測試推薦參考書1全國大學生電子設計競賽培訓系列教程基本技能訓練與單元電路設計模擬電子線路設計高頻電子線路設計電子儀器儀表設計數(shù)字電路與自動控制系統(tǒng)設計推薦參考書2全國大學生電子設計競賽作品選編推薦參考書3單片機相關書籍

C51、ARM、C8051F4電子技術基礎《模擬電子技術基礎》《數(shù)字電子技術基礎》5其他電子技術、單片機、微弱信號檢測、C語言、電力電子技術、開關電源與軟開關技術、數(shù)字信號處理推薦網(wǎng)站電子競賽

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芯片手冊基礎培訓\datasheet閱讀攻略.pdf基礎培訓\SG1525AJ.pdf認識元器件電阻知識.ppt電子元器件—電阻_電容_電感_知識大全_PPT版.ppt第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理第二節(jié)活塞式空壓機的結構和自動控制第三節(jié)活塞式空壓機的管理復習思考題單擊此處輸入你的副標題，文字是您思想的提煉，為了最終演示發(fā)布的良好效果，請盡量言簡意賅的闡述觀點。第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor壓縮空氣在船舶上的應用：

1.主機的啟動、換向；

2.輔機的啟動；

3.為氣動裝置提供氣源；

4.為氣動工具提供氣源；

5.吹洗零部件和濾器。

排氣量:單位時間內(nèi)所排送的相當?shù)谝患壩鼩鉅顟B(tài)的空氣體積。單位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor空壓機分類：按排氣壓力分：低壓0.2～1.0MPa；中壓1～10MPa；高壓10～100MPa。按排氣量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理容積式壓縮機按結構分為兩大類：往復式與旋轉式兩級活塞式壓縮機單級活塞壓縮機活塞式壓縮機膜片式壓縮機旋轉葉片式壓縮機最長的使用壽命-

----低轉速（1460RPM），動件少（軸承與滑片），潤滑油在機件間形成保護膜，防止磨損及泄漏，使空壓機能夠安靜有效運作；平時有按規(guī)定做例行保養(yǎng)的JAGUAR滑片式空壓機，至今使用十萬小時以上，依然完好如初，按十萬小時相當于每日以十小時運作計算，可長達33年之久。因此，將滑片式空壓機比喻為一部終身機器實不為過。滑(葉)片式空壓機可以365天連續(xù)運轉并保證60000小時以上安全運轉的空氣壓縮機1.進氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.轉子及機殼間成為壓縮空間，當轉子開始轉動時，空氣由機體進氣端進入。2.轉子轉動使被吸入的空氣轉至機殼與轉子間氣密范圍，同時停止進氣。3.轉子不斷轉動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。4.被壓縮的空氣壓力升高達到額定的壓力后由排氣端排出進入油氣分離器內(nèi)。4.被壓縮的空氣壓力升高達到額定的壓力后由排氣端排出進入油氣分離器內(nèi)。1.進氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.凸凹轉子及機殼間成為壓縮空間，當轉子開始轉動時，空氣由機體進氣端進入。2.轉子轉動使被吸入的空氣轉至機殼與轉子間氣密范圍，同時停止進氣。3.轉子不斷轉動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。螺桿式氣體壓縮機是世界上最先進、緊湊型、堅實、運行平穩(wěn)，噪音低，是值得信賴的氣體壓縮機。螺桿式壓縮機氣路系統(tǒng)：

A

進氣過濾器

B

空氣進氣閥

C

壓縮機主機

D

單向閥

E

空氣/油分離器

F

最小壓力閥

G

后冷卻器

H

帶自動疏水器的水分離器油路系統(tǒng)：

J

油箱

K

恒溫旁通閥

L

油冷卻器

M

油過濾器

N

回油閥

O

斷油閥冷凍系統(tǒng)：

P

冷凍壓縮機

Q

冷凝器

R

熱交換器

S

旁通系統(tǒng)

T

空氣出口過濾器螺桿式壓縮機渦旋式壓縮機

渦旋式壓縮機是20世紀90年代末期開發(fā)并問世的高科技壓縮機，由于結構簡單、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪聲、長壽命等諸方面大大優(yōu)于其它型式的壓縮機，已經(jīng)得到壓縮機行業(yè)的關注和公認。被譽為“環(huán)保型壓縮機”。由于渦旋式壓縮機的獨特設計，使其成為當今世界最節(jié)能壓縮機。渦旋式壓縮機主要運動件渦卷付，只有磨合沒有磨損，因而壽命更長，被譽為免維修壓縮機。

由于渦旋式壓縮機運行平穩(wěn)、振動小、工作環(huán)境安靜，又被譽為“超靜壓縮機”。

渦旋式壓縮機零部件少，只有四個運動部件,壓縮機工作腔由相運動渦卷付形成多個相互封閉的鐮形工作腔，當動渦卷作平動運動時，使鐮形工作腔由大變小而達到壓縮和排出壓縮空氣的目的。活塞式空氣壓縮機的外形第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）工作循環(huán)：4—1—2—34—1吸氣過程

1—2壓縮過程

2—3排氣過程第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）

壓縮分類：絕熱壓縮：1—2耗功最大等溫壓縮：1—2''耗功最小多變壓縮：1—2'耗功居中功＝P×V（PV圖上的面積）加強對氣缸的冷卻，省功、對氣缸潤滑有益。二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）1.不存在假設條件2.與理論循環(huán)不同的原因：1）余隙容積Vc的影響Vc不利的影響—殘存的氣體在活塞回行時，發(fā)生膨脹，使實際吸氣行程（容積）減小。Vc有利的好處—

（1）形成氣墊，利于活塞回行；（2）避免“液擊”（空氣結露）；（3）避免活塞、連桿熱膨脹，松動發(fā)生相撞。第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理表征Vc的參數(shù)—相對容積C、容積系數(shù)λv合適的C：低壓0.07-0.12

中壓0.09-0.14

高壓0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容積Vc的影響C越大或壓力比越高，則λv越小。保證Vc正常的措施：余隙高度見表6-1壓鉛法—保證要求的氣缸墊厚度2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理2）進排氣閥及流道阻力的影響吸氣過程壓力損失使排氣量減少程度，用壓力系數(shù)λp表示：保證措施：合適的氣閥升程及彈簧彈力、管路圓滑暢通、濾器干凈。λp

（0.90-0.98）2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理3）吸氣預熱的影響由于壓縮過程中機件吸熱，所以在吸氣過程中，機件放熱使吸入的氣體溫度升高，使吸氣的比容減小，造成吸氣量下降。預熱損失用溫度系數(shù)λt來衡量（0.90-0.95）。保證措施：加強對氣缸、氣缸蓋的冷卻，防止水垢和油污的形成。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理4）漏泄的影響內(nèi)漏：排氣閥（回漏）；外漏：吸氣閥、活塞環(huán)、氣缸墊。漏泄損失用氣密系數(shù)λl來衡量（0.90-0.98）。保證措施：氣閥的嚴密閉合，氣缸與活塞、氣缸與缸蓋等部件的嚴密配合。5）氣體流動慣性的影響當吸氣管中的氣流慣性方向與活塞吸氣行程相反時，造成氣缸壓力較低，氣體比容增大，吸氣量下降。保證措施：合理的設計進氣管長度，不得隨意增減進氣管的長度，保證濾器的清潔。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理上述五條原因使實際與理論循環(huán)不同。4）漏泄的影響5）氣體流動慣性的影響1）余隙容積Vc的影響2）進排氣閥及流道阻力的影響3）吸氣預熱的影響2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理3.排氣量和輸氣系數(shù)理論排氣量Vt----單位時間內(nèi)活塞所掃過的氣缸容積。實際排氣量Q：Q=Vt

λ輸氣系數(shù)λ

：λ＝λtλv

λ

pλl漏泄的影響余隙容積Vc的影響進排氣閥及流道阻力的影響吸氣預熱的影響二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理指示功率pi

：按示功圖計算的功率理論功率Ps、PT：按理論循環(huán)計算的功率