摘 要 全国大学生电子设计竞赛目前在各个高校蓬勃开展，出题分为7个方向，很多题型牵涉到高频知识点，例如高频无线类、信号源类、放大器类和仪器仪表类等，且难度较大。文章分析了这些题型的特点、解决方案，并就如何提高学生竞赛水平，对教学工作提出了一些教学措施。
关键词 电子设计 竞赛 高频知识点
中图分类号：G642 7 文献标识码：A
College Students Electronic Design Contest
High-frequency Knowledge Points Analysis
ZHANG Ke， TANG Jianxiang
（China Jiliang University， Hangzhou， Zhejiang 310018）
Abstract National undergraduate Electronic Design Contest is currently flourished in various colleges and universities， the topic is divided into seven directions， many questions involving high-frequency knowledge， such as high-frequency radio category， source type， class and instrumentation amplifiers， etc.， and the difficulty larger. This paper analyzes the characteristics of these kinds of questions， solutions， and how to improve the level of student competitions， presents some teaching measures for teaching work.
Key words electronic design； contest； high-frequency knowledge
1 高频无线类题目分析
每年高频无线类题目的具体要求可参考文献2，下面对此做个具体分析：
1.1 简易无线电遥控系统（第2届，1995年C题）
这是一题典型的无线通信控制题，由发射和接收两部分组成，发射有编码、调制和发射功放等，接收有放大、解调和解码等；题目要求工作频率为6～10MHz中任选一种，调制方式为AM、FM或FSK等任选一种，收发距离不小于10m。
此题可用硬件方案实现，例如采用专用编、解码芯片，也可用软件实现编、解码功能。
1.2 调幅广播收音机（第3届，1997年D题）
此题要求采用指定调幅收音机集成电路（CX1600P/M），实现收音功能，基本部分较简单，实现收音并测试技术指标等；发挥部分要求实现自动和手动搜索电台并有存储功能；可预置电台数目并显示预置电台序号；自动调谐、存储电台等功能。
此题的背景是当年单片机技术在家用电器中的应用，正由传统技术向数字化技术迈进，发挥部分需用单片机控制锁相环来实现各种自动功能。
1.3 调频收音机（第5届，2001年F题）
此题也要求采用指定芯片，用SONY公司提供的收音机集成芯片CXA1019和锁相环芯片BU2614，制作一台调频收音机。但频率要求提高到88MHz～108MHz；同样也要有各种自动功能。
随着无线通信技术的发展，最近几年出现了其他类型，例如数据无线传输、射频卡和无线传感器等。
1.4 单工无线呼叫系统（第7届，2005年D题）
此题是典型的数据单向通信题，要求设计并制作一个单工无线呼叫系统，实现主站至从站间的单工语音及数据传输业务。包括语音传输，采用调频或调幅即可；发挥部分要求实现一点对多点的单工无线呼叫系统，主站具有拨号选呼和群呼功能，有英文短信传输功能。
1.5 无线识别装置（第7届，2007年B题）
此题也是数据双向通信题，具体来说是射频卡的简单实现。要求设计制作一套无线识别装置，由阅读器、应答器和耦合线圈组成，阅读器能识别应答器的有无、编码和存储信息。装置中阅读器、应答器均具有无线传输功能，因而需实现数据双向传输。
1.6 无线环境监测模拟装置（第8届，2009年D题）
此题是一种无线传感器的简单实现，要求设计并制作一个无线环境监测模拟装置，实现对周边温度和光照信息的探测。该装置由1个监测终端和不多于255个探测节点组成。
以上几题都是属于数据通信题，但应用角度不同，反映了无线通信新技术在工业、民用等场合的应用。
2 高频知识点和其他类的结合
除了上述单纯的高频无线通信题以外，最近几年出题和其他类题目紧密结合。
2.1 电压控制LC振荡器（第6届，2003年A题）
这是一个信号源和高频技术结合的题型，典型特征就是信号源产生的频率提高到15MHz～35MHz，且需采用锁相环技术提高频率稳定度，并实现频率的步进调节。
2.2 宽带放大器（第6届，2003年B题）
这是一个放大器和高频技术结合的题型，（下转第93页）（上接第75页）基本部分要求实现-3dB通频带内10kHz～6MHz的放大，最大增益≥40dB且可调节，发挥部分要求进一步提高。
国外AD、TI推出了一系列宽带运算放大器，带宽增益积达几百MHz，该题是采用这些芯片实现。
2.3 正弦信号发生器（第7届，2005年A题）
这是一个信号源和高频技术结合的题型，新技术即数字频率合成技术DDS的具体应用，具有高稳定度、低失真等一系列有点，它的出现改变了模拟信号产生技术一统天下的格局。
2.4 简易频谱分析仪（第7届，2005年C题）
这是一个测量和高频技术结合的题型。要求频率测量范围为10MHz～30MHz；频率分辨力为10kHz，可设置中心频率和扫频宽度。发挥部分要求频率范围更宽，且能识别调幅、调频和等幅波信号。
2.5 LC谐振放大器（第9届，2011年D题）
这也是一个放大器和高频技术结合的题型，采用谐振放大技术，这是一个非常基础的题，在任何一本高频教材上，都有谐振放大器的章节。牵涉到三极管放大、LC谐振等。
以上分析课看出高频技术和其他类型题目结合明显、难度加大，随着频率的提高，高频的布线和测试技术要很高的技巧。
3 高频知识点的准备
从以上高频知识点在竞赛出题中的分布情况范围极广，为了在竞赛中取得好成绩，主要需掌握如下知识点：
3.1 无线收发技术
无线收发技术包括传统的模拟信号收发技术和数字信号收发技术。模拟信号收发技术常用MC2833（发射）、MC3372（接收）等集成电路；数字信号收发技术有三极管或专用芯片，实现ASK、FSK、PSK。
3.2 高频信号产生
高频信号产生主要有模拟、锁相环和DDS三种手段，模拟技术信号产生一般用三极管，但稳定度较差；锁相环技术信号产生可用专用锁相环芯片，例如MC145162等。DDS技术信号产生有AD公司的AD系列，例如典型的AD9852，最大输出频率可到80MHz。
3.3 高频信号放大
高频信号放大有宽带、谐振放大等，宽带放大目前采用宽带运放，例如THS3001等。还有些型号是程控增益放大功能，例如AD603、VCA820系列等。
谐振放大采用三极管共发射极放大，例如2SC9018、2SC3058等都是常见高频管，集电极回路接LC选频。
4 对教学工作的挑战
高频技术牵涉带的技术面广，理论难度大，实践制作中因频率关系，学生往往遇到的问题也较多，这些对我们的教学提出一定的挑战。
在理论教学上，深入浅出讲解理论，使学生在实践前，掌握明白高频基础理论，因为没有理论指导的实践是不会成功的；在实践环节，基础非常关键，让学生从最简单、基本的实验起步，例如单个三极管的放大，从而培养学生兴趣，激发学习热情；同时，要使用合适的芯片，可减少电路复杂程度，提高实验成功率。
5 结论
全国大学生电子设计竞赛开展至今，难度逐年提高，尤其体现在高频知识点的加强，和其他类型题目的结合。为了提高学生参赛水平，对我们的教学工作提出了挑战，要求在理论教学上，由浅入深，不宜追求过大的难度，以免学生产生畏惧心理；在实践环节，加强学生基础，从简单、易做的电路开始，引导学生的学习和动手，建立学生的成就感，激发学生的学习热情，方能取得较好的教学效果。
参考文献
[1] 杨兴明.全国大学生电子设计竞赛赛题分析和启示[J].电气电子教学学报，2007（4）：55-56.
[2] 全国大学生电子设计竞赛组委会.2011年全国大学生电子设计竞赛工作总结报告[R].北京：电子设计竞赛组委会，2011.
