2014浙江省电子设计大赛-TI杯之参赛后感想

2014浙江省电子设计大赛在昨晚8点正式结束了！对于此次比赛，我来做一个赛后总结：

此次比赛，我参与了整体题目大部分硬件设计！因此对这个题目有很深的认识！首先我们小组做的是C题：锁定放大器，这个题目在之前的集训时我也有练过，2012年TI的模拟邀请赛中便有这样一个题目——微弱信号检测装置，就原理上讲，今年的这个C题——锁定放大器，和2012年的微弱信号检测几乎是一样的。所以一拿到题目，仔细分析各个题目之后，最终在电能无线传输装置和锁定放大器两者间选了锁定放大器！

就信号锁定的基本知识，可以从这路了解一下http://www.doc88.com/p-016909035978.html

整个题目的基本组成框架是这样的：

首先来说下这张任务图里我们最先碰到的问题！

第一：这里的r(t)的产生，在之前2012年的题目里面没有特定说明这个方波驱动是何种方法产生的！所以之前的方案是R(t)信号先完成移相，然后再进行触发！这样就可以用模拟的方法来完成！但是在这里先触发产生方波然后要把方波移相，并且方波的占空比是50%，那么用模拟的方法将很难实现，(如果有人知道方法，麻烦告知我一下，万分感谢啊！)之前也考虑过这样的方法：先移动上升沿，在移动下降沿，但是这样的话，不容易调节，最终还是决定用单片机来给方波移相！实现方法：单片机先检测上升沿，用定时器延时一定时间量然后给高电平，然后检测下降沿，用定时器延时一定时间量然后给低电平，最后通过改变延时量达到移相目的，最后这算是搞定了。移相效果还不错，可以接受！

第二：也就是触发的问题，首先来说说来触发的信号R(t),R(t)的大小是由衰减倍数决定的，首先题目要求S(t)的有效值是10uV~1mV,并且S(t)是由R(t)经过衰减网络得到的！所以如果我衰减1000倍，那么R(t)的Vpp最小就是28mV,要在信号Vpp是28mV完成触发，首先我们用普通比较器，发现一般在Vpp是200mV以上才可以完成较好的触发，然后了TI的高速比较器TLV3501，4.5ns的响应时间！，但是还是不行，之前我在做2012年的题目时。也是用的TLV3501，在Vpp是20mV时可以完美触发，至今也没明白！老师说是比较器对小信号的解析度不够！最后还是把运算放大器当成比较器解决这一问题，毕竟这两者内部结构是不同的！如果有知道原因的网友，可以告诉我，十分感谢！

解决了以上两个问题，其他就很好做了！整个题目最关键的问题是进入相敏检测电路的方波驱动信号和需要检测出来的信号必须是严格的同相位！不然检测出来就会有误差！

       就这样把各个功能模块做完之后就开始测试了，测试中发现了最大的问题，在输入信号适中的时候，调整好相位，使进入相敏检测电路的方波驱动和检测信号同相！结果发现当我改变输入信号的幅度时，发现两者的相位差在改变，这让我匪夷所思！之前的观念是这样的，一个系统确定之后，系统的传递函数即被确定，对一个特定频率的信号，那么经过这个系统之后，他的相移是固定的，不会和信号幅度有关，和其他组的同学讨论之后，有人说是信号幅度大充电快的原因，这我倒不是很认同！之后也找到过这样的一个原因，触发电路如果加了迟滞比较那么确实会因为信号幅度变化带来相位变化，但是后来把迟滞比较改为了过零比较，结果还是有这一问题！到现在还不得知原因！

       那么如何来解决这一问题呢，测评的时候绝对不允许，测量一个信号，我们就去调整相位！所以打算用软件实现自动校准功能，就是把把方波驱动扫描移相360度，然后采集数据，找到结果最大的！但是这一做法很不理想，对于1kHz的信号，在采样保持时需要很长时间，单片机扫描太快不好检测！所以最后还是把数据拟合一下了！

        最终还是把大部分功能实现了，结果今天早上起来突然想到最后的低通滤波器截止频率有点高了，设置在150Hz，当时正该把截止频率改到20Hz啊，因为时间有限，没有改，现在想想真是后悔！不过比较比赛是一种体验，在4天3夜的时间里，彻夜不眠的设计，仿真，比较，做板，调试！其实过程就像做一个紧急项目一样。培养的是快速分析问题，解决问题的能力，对自身水平的提高很有帮助！当然还有很重要的一点，团队合作能力，整个团队的合作能力决定着任务的成败！哎，都说的糊里糊涂了，比赛结束了，好好歇息一下继续奋斗！！

附上题目：