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2018国际A级赛事;2018电赛a题

2025-06-30

以下是关于2018年国际A级赛事——全国大学生电子设计竞赛(TI杯)A题“电流信号检测装置”的详细解析及参考资料:

一竞赛背景

  • 赛事性质:全国大学生电子设计竞赛(NUEDC)是教育部与工业和信息化部联合主办的A类学科竞赛,每两年(单数年)举办一次,旨在推动电子类学科教学改革与创新实践能力培养[[]]。
  • 2018年赛题:A题要求设计一套电流信号检测装置,需实现高精度电流检测信号调理及分析功能,涉及传感器选型信号处理电路设计等核心技术[[]][[]]。
  • 二A题核心要求

    根据题目文档(*2018年TI杯大学生电子设计竞赛题A-电流信号检测装置.docx*),设计需满足以下关键指标:

    1. 检测范围:覆盖μA级至mA级直流/交流电流信号。

    2. 精度要求:误差≤1%,需量化噪声抑制能力。

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    3. 功能实现

  • 实时显示电流波形及参数(峰值有效值频率等)。
  • 支持多档量程自动切换。
  • 具备过流保护与报警功能。
  • 4. 创新性:鼓励优化传感器方案(如霍尔效应电流互感器)及低功耗设计[[]][[]]。

    2018国际A级赛事;2018电赛a题

    三优秀作品参考(山东省一等奖案例)

    山东赛区获奖作品的设计报告提供了以下亮点:

  • 设计方案对比
  • 方案1:基于霍尔传感器(ACS712)的非接触式检测,抗干扰强但成本高。
  • 方案2:采用精密采样电阻+仪表放大器(INA128),成本低但需解决热噪声问题。
  • 最终选择方案2,通过四线制采样和自适应滤波算法优化精度[[]]。
  • 电路设计
  • 前端信号调理:仪表放大+程控增益放大(PGA)+抗混叠滤波。
  • 主控:STM32F407实现信号采集FFT分析及LCD显示。
  • 测试数据
  • | 电流范围 | 测量误差 | 频率响应 |

    |-|-|-|

    | 0–10mA | ≤0.8% | DC–10kHz |

    | 10–500mA | ≤0.5% | DC–5kHz |

  • 创新点
  • 动态基线校准技术消除零点漂移。
  • 分段线性插值算法提升ADC有效分辨率[[]]。
  • 四关键技术解析

    1. 传感器选型

  • 采样电阻需满足低温漂(≤10ppm/℃)和高功率密度。
  • 仪表放大器需高共模抑制比(CMRR > 120dB)以抑制干扰。
  • 2. 噪声抑制

  • 硬件:屏蔽罩+星型接地布局。
  • 软件:滑动平均滤波+频域陷波器[[]]。
  • 3. 动态量程切换

  • 基于电流峰值预测的继电器控制策略,切换时间<10ms。
  • 4. 安全防护

  • TVS管防止浪涌冲击,软件看门狗防死机[[]]。
  • 五备赛资源与建议

    1. 官方资料

  • 完整赛题文档:可在[CSDN博客]下载山东省一等奖设计报告[[]]。
  • 历年赛题汇总:包含2018年全部8道题目(如无线充电小车手势识别等)[[]]。
  • 2. 培训课程重点(参考2025年电赛培训):

  • 测量类赛题考点:信号链设计误差分析校准方法[[]]。
  • 运算放大器应用:滤波器设计稳定性补偿技巧(侯长波教授课程)[[]]。
  • 3. 竞赛建议

  • 团队分工:硬件(电路+PCB)软件(算法+控制)、测试(数据记录)协作。
  • 模块化训练:提前掌握示波器频谱仪等仪器使用[[]][[]]。
  • 总结

    2018年电赛A题是典型的测量类题目,考察信号链设计误差控制及系统集成能力。山东赛区一等奖方案通过低成本+高精度算法优化脱颖而出,其设计报告对备赛具有极高参考价值。推荐结合2025年培训课程中的测量类赛题解析(如徐观生宋焱翼等专家内容)深化技术准备[[]][[]]。