近日，2025年TI杯全國大學生電子設計競賽全國總測評落下帷幕。合肥工大參賽團隊表現出色，獲得國家級一等獎2項、二等獎11項，同時取得省級一等獎13項、二等獎20項、三等獎7項的優(yōu)異成績，國家級獎項和參賽獲獎數量實現了學校參賽以來的又一次突破。

全國大學生電子設計競賽是教育部與工業(yè)和信息化部共同發(fā)起的全國性大學生學科競賽，是目前參賽規(guī)模最大、范圍最廣、影響力最強的電子設計類賽事。2025年全國1161所院校的22586支隊伍報名參加該競賽，經全國競賽專家組評審、全國競賽組委會批準，最終404個參賽隊獲全國一等獎（全國一等獎獲獎比例僅為1.8%）。

學校于2024年11月啟動2025年度電子設計競賽的組織和培訓工作，并于2025年6月舉辦大學生電子設計競賽校內選拔賽，遴選出141名優(yōu)秀選手參加賽前集中培訓。參賽學生和指導老師都放棄了暑期休息時間，冒著酷暑全身心投入到競賽準備中來。葉志遠、張元培、劉俊杰團隊（指導老師：侯華龍、鄧凡李），湯佳豪、陳江文炯、程思遠團隊（指導老師：戴雷、劉春），歷經層層考驗，最終均獲得全國一等獎。

接下來聽聽隊員們的心聲。

1. 競賽要求

本次電賽項目核心任務是設計并制作RC有源濾波器（即已知電路模型）與未知電路模型探究裝置，需同時滿足基本功能與發(fā)揮要求，構建一套可實現信號生成、采集、分析、建模與模擬再現的完整電路系統?；疽蠓矫妫骄垦b置需有精準信號調節(jié)能力，能自動輸出適配已知電路模型的信號，確保該電路按預設指標輸出?；诤瘮堤匦圆捎肦C網絡搭建該電路模型，保證其頻率響應與理論傳遞函數一致。發(fā)揮部分聚焦未知電路模型的自主學習功能與建模能力。測評現場提供低通、高通、帶通、帶阻四種類型的未知電路模型，探究裝置無需人工干預，一鍵完成對未知電路特性的識別、建模，并根據輸入信號實時生成與未知電路輸出相一致的模擬信號。

2. 競賽難點

（1）硬件電路難點：硬件電路是系統性能落地的核心載體。難點主要是寬頻放大電路性能矛盾，系統需覆蓋1kHz - 1MHz寬頻帶信號，放大模塊要同時滿足“低失真”與“寬頻響應”雙重要求。初期測試中，選用的AD8367可變增益放大器雖能高效放大高頻信號，但在1kHz以下低頻段衰減顯著，輸出信號幅值波動超過15%；而普通運算放大器雖適配低頻，卻因壓擺率不足（低于5V/μs），在高頻段出現波形失真，無法滿足測評對信號完整性的要求。

（2）數字建模難點：濾波類型識別精度要求高，測評現場的未知電路包含低通、高通、帶通、帶阻四種類型，需通過掃頻檢測準確捕捉截止頻率、通帶增益等關鍵參數，才能精準判斷濾波類型，任何參數誤差都可能導致建模方向錯誤。實時計算壓力大，未知電路建模需通過ADC采樣獲取信號特征，再進行傳遞函數擬合與IIR數字濾波器參數計算。該過程涉及復雜的數學運算，對MSPM0G3507主控芯片的運算速度和算力提出極高要求，若處理不及時易導致信號延遲。

3. 團隊創(chuàng)新點

（1）多模塊協同的信號生成方案：創(chuàng)新采用“AD9959 + 板載DAC + 繼電器”的組合模式，突破單一模塊的性能瓶頸。AD9959負責產生寬頻帶（1kHz - 1MHz）正弦信號，依托其10位DAC與500MHz時鐘，實現頻率精度≤0.01%；板載DAC輔助生成矩形波等特殊波形，繼電器根據信號類型與頻率自動切換通道，兼顧頻率范圍與波形多樣性。經測試，系統生成信號的頻率相對誤差絕對值均≤5%，峰值滿足≥3V要求。

（2）高效的學習建模優(yōu)化算法：團隊以IIR數字濾波器為核心構建建?？蚣?，針對未知電路的濾波特性實現精準匹配。在學習階段，系統通過掃頻檢測獲取未知電路的幅值 - 頻率響應曲線，基于曲線特征擬合傳遞函數，再將傳遞函數參數轉化為IIR數字濾波器的系數。該濾波器能精準復現未知電路的信號處理特性，無論是低通電路的低頻保留、高通電路的高頻篩選，還是帶通、帶阻電路的特定頻率區(qū)間控制，均能實現波形無失真模擬。在IIR數字濾波器的基礎上，團隊創(chuàng)新引入“查找表”機制。系統在學習階段，將掃頻獲取的幅值 - 頻率對應關系、IIR濾波器的輸出定值提前存儲至查找表；在實時模擬階段，無需重復進行復雜的公式計算，直接通過輸入信號頻率索引查找表獲取參數，大幅降低運算負荷，將建模響應時間縮短30%以上，同時避免因實時計算延遲導致的相位漂移，確保模擬信號與未知電路輸出的同頻穩(wěn)定顯示。

4. 參賽感受

電子科學與技術專業(yè)22 - 2班湯佳豪表示：“本次電賽項目不僅是一次技術實踐，更是對團隊協作、問題解決與工程思維的全方位錘煉。從技術層面而言，我們深刻體會到理論與實踐的差距，更感受到多學科融合的重要性。項目涉及電子電路設計、數字信號處理、嵌入式編程等多個領域，比如硬件電路搭建需要扎實的模擬電子技術基礎，IIR濾波器建模依賴數字信號處理知識，而主控芯片的程序編寫則考驗嵌入式開發(fā)能力，任何一個學科環(huán)節(jié)的薄弱都可能導致項目卡殼。這一經歷讓我們明白，工程設計不能紙上談兵，而要將多學科理論與實際元器件特性、電路工作環(huán)境相結合，通過‘仿真 - 測試 - 優(yōu)化’的迭代流程，才能實現設計目標?！?/p>

電子科學與技術23 - 2班葉志遠稱：“一個成功的工程項目，離不開各環(huán)節(jié)的無縫銜接與相互補位。團隊協作是項目順利推進的關鍵。三位隊員分工明確，分別負責硬件電路設計、嵌入式編程、測試調試三個核心環(huán)節(jié)，高效協作解決了多個技術瓶頸。本次電賽讓我們在技術能力與團隊協作上都獲得了提升，也更加明白，電子工程領域沒有一蹴而就的成功，只有腳踏實地的探索與堅持，才能不斷突破自我，完成更高難度的挑戰(zhàn)?！?/p>

作為全國深化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革示范高校，合肥工大獨具特色的雙創(chuàng)教育為卓越工程人才培養(yǎng)提供了有力支撐。祝賀參賽師生榮獲佳績，希望各位學子未來以奮斗之姿再創(chuàng)輝煌。

來源 | 電氣與自動化工程學院

編輯 | 翟相博

責編 | 衛(wèi)婷婷 朱與欣

投稿郵箱 | hfutxcb404@163.com

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