小評(píng)一下今年的全國(guó)電子大賽試題

    4年前，我曾參加過(guò)第五屆電子大賽。以后每次電子大賽，我都一直關(guān)注。這篇貼子本來(lái)在網(wǎng)站公布試題的時(shí)候就想寫(xiě)，直到等到昨天全國(guó)電子大賽結(jié)束了，今天才能寫(xiě)這篇貼子發(fā)上來(lái)。

    今年的題目，咋一看來(lái)，都挺簡(jiǎn)單，但似乎帶有太強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)性。比如b題運(yùn)放測(cè)試,g題變頻電源等。另外，今年的題目向?qū)嵱没l(fā)展，是個(gè)很好的舉措。比如今年允許使用DDS專(zhuān)用芯片，不再象往年一樣把一個(gè)陳舊的DDS技術(shù)的實(shí)現(xiàn)折騰來(lái)折騰去，而把重點(diǎn)放在了用DDS做什么上。

   第二個(gè)特點(diǎn)：今年的題目特別注重模擬電路。除了控制題（E題），其他所有題目都要求參賽者具有扎實(shí)的模擬基礎(chǔ)。每道題的模擬部分都有特別多的地方要注意，而且很多是教科書(shū)上根本不提及，需要經(jīng)驗(yàn)解決的。特別是b題（這道題是有陷阱的，稍候分析），看似簡(jiǎn)單，但我相信全國(guó)沒(méi)幾個(gè)隊(duì)能做出來(lái)。

   再者，今年的題目信息量大，為了讓參賽者把時(shí)間精力集中在解決問(wèn)題上，有幾道題目給出了參考框圖或者參考電路，這是個(gè)很好的舉措。

   還有，今年的控制題不再需要復(fù)雜的設(shè)施，是個(gè)很好的改進(jìn)。前兩年的小車(chē)題，都需要搭建跑道。由于不同學(xué)校的跑道不一樣，而驗(yàn)收地點(diǎn)又不在本校，這樣主場(chǎng)的學(xué)校有很大優(yōu)勢(shì)，造成很大的不公平性。今年不再有這個(gè)現(xiàn)象。

   不過(guò)今年的題目也有很多不足：

   第一，有些題目不安全，比如G題，稍不注意發(fā)生短路，或者其他大電流的地方?jīng)]注意好，特別容易發(fā)生燙傷、爆炸、觸電事故。第二，有些題目帶有誤導(dǎo)，比如b題，給出的電路肯定會(huì)自激震蕩的。f題給出的紋波測(cè)量方法也有些問(wèn)題。

    下面對(duì)各道題的發(fā)表一些個(gè)人看法：

   正弦信號(hào)發(fā)生器（A題）：這次比賽允許使用DDS芯片，基本部分就沒(méi)有任何難度。擴(kuò)展部分需要扎實(shí)的高頻電子線路的基礎(chǔ)。AM,FM調(diào)制也不難，在此基礎(chǔ)上用PSK,FSK等實(shí)現(xiàn)通訊也是通訊專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)，此題總體難度不大，適于通信專(zhuān)業(yè)學(xué)生

   集成運(yùn)放參數(shù)測(cè)試儀（B題）：個(gè)人認(rèn)為此題試整個(gè)比賽中難度最大的一題?？此瓢言韴D都給出了，實(shí)際上這道題目中有N多陷阱。這個(gè)電路兩個(gè)運(yùn)放串級(jí)，如此高的增益很難避免自激震蕩，這是最難的一點(diǎn)。這個(gè)電路是幾十年前的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)電路，那個(gè)時(shí)候運(yùn)放的增益也就60多dB，作為輔助運(yùn)放沒(méi)問(wèn)題，而現(xiàn)在的運(yùn)放增益都在100~120dB以上，加上現(xiàn)場(chǎng)用萬(wàn)能板手工搭制的電路幾乎不可能避免震蕩。解決的辦法有幾種：第一，找國(guó)產(chǎn)老運(yùn)放（如70年代儀表中拆下來(lái)的的F007）作為輔助運(yùn)放。第二，用偏置電流較大的運(yùn)放，如OP07，358等，+-輸入端并聯(lián)電阻，通過(guò)電阻和輸入阻抗的分流，降低開(kāi)環(huán)增益至60dB左右。第三，輸出端到V-端接一電容，這樣，對(duì)于高頻，輔助運(yùn)放成了跟隨器，增益=1。不會(huì)震蕩。對(duì)于直流，開(kāi)環(huán)增益不變，不會(huì)影響測(cè)量精度。但是這樣發(fā)揮部分測(cè)量帶寬的要求就必須放棄。

    發(fā)揮部分要求測(cè)量帶寬，有點(diǎn)不切實(shí)際。估計(jì)很少有參賽隊(duì)能夠完成。此題各專(zhuān)業(yè)均適用。

單工無(wú)線呼叫系統(tǒng)（D題）：30MHz無(wú)線收發(fā)的成熟電路很多，距離要求也只有5米，即使現(xiàn)場(chǎng)手工板即使性能不佳也能滿足。多站數(shù)據(jù)傳輸主要考了對(duì)主-從式通訊的理解，無(wú)非把通訊信道換為了無(wú)線。難度不大  

懸掛運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)（E題）：理論上，該題比較簡(jiǎn)單，就是一個(gè)差補(bǔ)算法的變形。記得上海交大的預(yù)賽題就有一道很類(lèi)似的。實(shí)際中，要完成基本要求還算簡(jiǎn)單，完成擴(kuò)展部分的巡跡功能還是有很大難度的，特別是黑線還有間斷點(diǎn)?？傮w難度偏大，適于機(jī)電、控制專(zhuān)業(yè)。

數(shù)控直流電流源（F題）：這道題嚇了我一跳，太簡(jiǎn)單了。但后來(lái)一看要達(dá)到2A，還是為參賽隊(duì)捏了一把汗：要做穩(wěn)定不容易啊！第一個(gè)注意點(diǎn)：如果用反饋恒流，2A如果流過(guò)采樣電阻必然要發(fā)熱。導(dǎo)致采樣電阻變化。所以要用很小的反饋電阻（或孟銅絲分流器），發(fā)熱小，當(dāng)然反饋電壓也小，要放大以后作反饋。這樣做可以幾乎沒(méi)有溫升，但要特別注意反饋環(huán)路增益太大，很容易自激。要有前饋校正。第二個(gè)注意點(diǎn)：如何走地線。這點(diǎn)一般教科書(shū)上沒(méi)有，仿真也放不出來(lái)，實(shí)際中一定要注意如何消除公共阻抗。總體難度偏低，任何專(zhuān)業(yè)適用。

三相正弦波變頻電源（G題）：這道題有些BT。那么大的功率可不是鬧著玩的。加上SPWM的實(shí)現(xiàn)過(guò)程沒(méi)有哪個(gè)學(xué)校開(kāi)設(shè)過(guò)試驗(yàn)或有類(lèi)似的教材，還禁止使用SPWM波形產(chǎn)生專(zhuān)用芯片，估計(jì)全國(guó)沒(méi)有幾個(gè)隊(duì)會(huì)選。但是，注意了，這道題是有破綻的?。?

    第一，這道題沒(méi)有要求效率，第二，線電壓36V的要求，換算成相電壓就是21V，再換成峰值也就30V左右。用音頻功放完全可以達(dá)到題目要求！只要產(chǎn)生正弦波信號(hào)，再用三片大功率音頻放大器比如LM3886，TDA7294之類(lèi)的，可輕松搞定，指標(biāo)會(huì)比題目要求的高一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。不知道有沒(méi)有那各參賽隊(duì)想到了這一點(diǎn)。題目難度很高（如果用放大的方案，幾乎沒(méi)有難度），機(jī)電控制類(lèi)專(zhuān)業(yè)適用。

試題下載地址 http://www.nuedc.com.cn/news/2005/20050903.htm