资讯详情

​电赛 | 19年全国一等奖,北航学子回忆录(下)

上篇发了:电赛 | 北航学生回忆录19年全国一等奖。

也可以点击次条,我放在次条里!

没看过的同学可以点击阅读。

然后继续上一篇文章的内容……

输入单电源5V,输出 4.3V, 6V,±9V和±12V总共有5组电源。前两组主要用于数字芯片供电,后两组最初设计用于运输和其他芯片(但最终几乎没有)

使用控制和采样模块STM32F4作为主处理器,同时使用ESP32作为Wi-Fi和BLE考虑到2017年物联网问题的出现,接口。

串口屏可用于显示方案,因为其界面可用于PC上面用交互式的方式画好,然后MCU串口命令可以与之互动,节省了大量的开发UI的精力。

直接合成数字(DDS)我们选择了模块的功能,相当于信号源AD9954这款DDS芯片的采样率为4000MSPS,具有多片同步功能,可输出0-160MHz两路正交正弦信号,亚赫兹级步进。

但AD9954这个芯片特别贵,特别脆,在开发这个模块时就坏了6个,PCB重画了两套,比赛结束后又坏了一套。

我们称之为信号调节模块底板RF底板。底板为子模块提供低噪声电源和两个逻辑IO和两路模拟IO,其中IO使用I2C进行控制。

逻辑IO可控衰减器和继电器模块的设计方便了模拟IO该设计方便了检波器数据的读取和可控增益放大器的增益控制。

通过预组装调试,形成固定模块,避免了许多手动连接,提高了整体可靠性。

? 单/双运输通用板

?比较器

?乘法器

?无源滤波器

?继电器

?LNA

?程控衰减器

?检波器

在最初的设计中,每一个XSTK模块具有模块化仪器的功能,可以独立调节、收集和处理信号或实现更复杂的信号调节板解决方案(设计一个通用程控滤波器Filter Pro一般仪器总线用于连接模块。但这也会削弱XSTK在t123yh设计了RF我们还妥协将底板改为设计子模块。

本振模块(UFGL LO31250(未测试),原计划为数字下变频模块。

可控滤波器Filter Pro模块(未开始)最初设计为开关电容滤波器,然后改为使用DSP算法实现。

FPGA使用模块(未测试)ZYNQ7010核心板配合高速14bit Dual AD/DA,本结构参照虚拟仪器的常见通用结构,类似工程:RedPitaya

XSTK系统组成振频特性测试仪

从上至下:RF底板(混频)RF控制和采样底板(滤波)DDS、电源

总的来说,基于一般XSTK设计有几个特点:

(1)使用堆叠结构大大提高了作品的稳定性和美观性

(2)统一规范有利于方案迭代和团队合作分工

(3)高灵活性,XSTK最终的发展目标是模块化仪器,相当于在比赛中使用仪器

假如实验课是通向工业的阶梯,那么电赛一定是通向工业的电梯。

在比赛培训阶段,出于准备高频问题的需要,我联系了一位工业高年级学生,他主要开发频谱仪和其他仪器(当然,他后来没有做高频,但学校的相关仪器莫名其妙地到位)。

他第一次去拜访他,他Agilent 35670A以动态信号分析仪为例,描述了高精度模拟信号链的工程实现方法。该仪器还没有开发出16台-bit的ADC集成电路使用8块-bit ADC 8-bit DAC做一个类似于现在的Pipeline结构的ADC。

最有趣的是,该仪器有许多换档和耦合,这些链路上的模块可以自我校准和诊断,这是一个仪器自主的设计概念,是一个美丽的设计。

Agilent/HP 35670A 模拟前端

,它需要前所未有的通用性、客观性和可靠性。只有借助最先进的电子技术,才能解决高指标仪器研发中遇到的问题。

说实话,从那时起,我慢慢地感受到了所谓的仪器之美:它有能力建立一个视角,就像矢量网络分析仪在史密斯图上用荧光画无踪的电磁波一样,这增强了我选择仪器方向的决心。

然后我们谈到了一些具体的设计,比如ADC/DAC的IC选择,使用Pin2Pin Compatible这些更方便(这些)IC晶圆通常是一样的,QC分级,和CPU类似),理论上也可以超频;

还有学长提醒最好不要用新的IC,因为IC初始性能可能不稳定或多次迭代,你可能不知道你买了什么Rev是的;一般来说,一次简短的谈话让我明白,单板硬件设计是对信息获取能力的考验。对于个人开发者来说,制造商只给了一个Datasheet,这些IC只有扎根工业多年的人才能知道坑或香。

在后来的培训过程中,我们在学长的指导下开发了一块单板LCR,在IC学长在选择方面给了很多帮助(都是在他的产品中检验过的)IC),在LCR在结构方面,学长指出数字化RMS比例范围检波器精度高,可使用长周期,设备精度不必太高,因为获取的是比例信息,外部比较器相位后期改为数字相位,以确保项目先通后提高精度。

很容易从设计要点中找到理论依据,但从许多理论中推出设计要点并不那么容易,通常需要花费大量的精力来看待问题。

这是工业界最大的帮助——宝贵的经验。在接受这些经验的同时,我们也进一步发展了这个行业,甚至无意识地走上了工业的道路。

经过两个月的训练,是时候测试回报了。在主题发布的前一天晚上,北京下了一整夜的倾盆大雨。我和队友们赤脚从实验室里拿着鞋子跑来跑去的感觉让我觉得自己进入了肖申克的救赎片场,就像在雨中迎接救赎一样。

一开始准备电赛已经快一年了,有些场景还历历在目,成为马尔科夫链漫长人生的节点。

硬件开发主线:第一天早上选题,下午选方案,晚上熬夜画板,用现有硬件解决低电阻测量问题;第二天9点PCB 12小时紧急下单,白天用洞板建造相同结构的原型,同时开发程序。

第三天,电桥功能在白天基本实现,发现了TIA晚上自激的问题PCB到货焊接,通宵调试:先调试电桥功能,再校准,初步测试精度达到4%(这里犯了一个很大的错误,就是激励范围太小,不然一次1%以内),PGA和TIA换过并联电容器修复换档算法TIA通过5个频点的复阻抗测量,估计阻抗拓扑,这个功能是最后加上的,比赛中只识别错了一个。

2018.10.12-电赛成功组队(队长:ghx,队友:fjq)

2018.11-进入电子实验室S7-701

2018.11.11-完成第一个选择题:滤波器

2019.1.17-完成第二次选择题:宽带放大器

2019.4.5-团队正式命名UnFraGiLe!

2019.4.6-完成第三轮选择题:自适应滤波器

2019.5.25-完成第四轮选拔题:100MHz数字频率计

2019.6.30-进入电子实验室

2019.7-8-留校培训

培训期间

2019.8.7-10——比赛

2019.8.13-封闭评估(两组排名1、3)

2019.8.14-无资格进入综合评估

2019.8.15——拾东西回家

2019.8.19——使用相同方案的组成功通过综合测评

2019.8.30——其参加全国电赛并获得一等奖

参赛作品的核心模块:

UFGL INS1236 单臂自平衡LCR电桥与低电阻计

可能也没有必要(也没有这么多时间)来展开谈心路历程,每个人的历程都是不可复制的,我只想说的是,这场比赛是我大学生活的转折点,它把我从一个四处游山玩水的人,约束成一个更加有事业心和动手能力的人,当然这一切在一开始的时候自然是看不出来的,但应该是所有在电赛奋斗过的人所共有的感受。

专注、专注、再专注!任何情况下,如果能够用自己擅长的去解决需要解决的问题,higly recommended。

一生只有一次,对于大多数在大二暑假参加电赛的人来说一点也没错,因为电赛两年一届,而在大四的暑假就已经毕业了。

尽管如此,但凡打过电赛的高手们,总会以其他的方式参与到后来若干届的电赛中来并奉献一些光和热。

(就像学长一样,他曾是电赛选手)经过一次电赛,也能认识到电赛的荣誉更是一个团队和个人动手能力的“合格证”。

爬坡还不简单?坡道行驶电动小车制作分享【2020电赛C题】

「电赛分享」电源题,省一等奖!

2019年电赛综合测评怎么搞?国一师兄带你终极大测评!

  最 后  

 

若觉得文章不错,,也是我们继续更新的动力。

标签: jq4150继电器

锐单商城拥有海量元器件数据手册IC替代型号,打造 电子元器件IC百科大全!

锐单商城 - 一站式电子元器件采购平台