近日，2025年TI杯全國大學(xué)生

電子設(shè)計競賽全國總測評落下帷幕

合肥工大參賽團隊

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(shù)量

實現(xiàn)了學(xué)校參賽以來的又一次突破

全國大學(xué)生電子設(shè)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(xué)生學(xué)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(shè)計類賽事

2025年全國1161所院校的22586支隊伍

報名參加全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽

經(jīng)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(xué)校于2024年11月啟動

2025年度電子設(shè)計競賽的組織和培訓(xùn)工作

并于2025年6月舉辦大學(xué)生電子設(shè)計競賽校內(nèi)選拔賽

遴選出141名優(yōu)秀選手參加賽前集中培訓(xùn)

參賽學(xué)生和指導(dǎo)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(dǎo)老師：侯華龍、鄧凡李）

湯佳豪、陳江文炯、程思遠團隊

（指導(dǎo)老師：戴雷、劉春）

歷經(jīng)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(wù)是設(shè)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(gòu)建一套可實現(xiàn)信號生成、采集、分析、建模與模擬再現(xiàn)的完整電路系統(tǒng)。在基本要求層面，探究裝置需具備精準的信號調(diào)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(yù)設(shè)指標輸出?；诤瘮?shù)特性采用RC網(wǎng)絡(luò)搭建該電路模型，確保其頻率響應(yīng)與理論傳遞函數(shù)一致。發(fā)揮部分則聚焦未知電路模型的自主學(xué)習(xí)功能與建模能力。測評現(xiàn)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(yù)，一鍵完成對未知電路特性的識別、建模，并根據(jù)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(tǒng)性能落地的核心載體。其難點主要在于寬頻放大電路性能矛盾：系統(tǒng)需覆蓋1kHz~1MHz寬頻帶信號，放大模塊需同時滿足“低失真”與“寬頻響應(yīng)”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(xiàn)波形失真，無法滿足測評對信號完整性的要求。

（2）數(shù)字建模難點

濾波類型識別精度要求高：測評現(xiàn)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(guān)鍵參數(shù)，才能精準判斷濾波類型，任何參數(shù)誤差都可能導(dǎo)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(shù)擬合與IIR數(shù)字濾波器參數(shù)計算。該過程涉及復(fù)雜的數(shù)學(xué)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(dǎo)致信號延遲。

3

團隊創(chuàng)新點

（1）多模塊協(xié)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(zé)產(chǎn)生寬頻帶（1kHz~1MHz）正弦信號，依托其10位DAC與500MHz時鐘，實現(xiàn)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(jù)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(jīng)測試，系統(tǒng)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(xué)習(xí)建模優(yōu)化算法

團隊以IIR數(shù)字濾波器為核心構(gòu)建建?？蚣埽槍ξ粗娐返臑V波特性實現(xiàn)精準匹配。在學(xué)習(xí)階段，系統(tǒng)通過掃頻檢測獲取未知電路的幅值-頻率響應(yīng)曲線，基于曲線特征擬合傳遞函數(shù)，再將傳遞函數(shù)參數(shù)轉(zhuǎn)化為IIR數(shù)字濾波器的系數(shù)。該濾波器能精準復(fù)現(xiàn)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(xiàn)波形無失真模擬。

在IIR數(shù)字濾波器的基礎(chǔ)上，團隊創(chuàng)新引入“查找表”機制。系統(tǒng)在學(xué)習(xí)階段，將掃頻獲取的幅值-頻率對應(yīng)關(guān)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(fù)進行復(fù)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(shù)，大幅降低運算負荷，將建模響應(yīng)時間縮短30%以上，同時避免因?qū)崟r計算延遲導(dǎo)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(xué)與技術(shù)專業(yè)22-2班湯佳豪：“本次電賽項目不僅是一次技術(shù)實踐，更是對團隊協(xié)作、問題解決與工程思維的全方位錘煉。從技術(shù)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(xué)科融合的重要性。項目涉及電子電路設(shè)計、數(shù)字信號處理、嵌入式編程等多個領(lǐng)域，比如硬件電路搭建需要扎實的模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)，IIR濾波器建模依賴數(shù)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(xué)科環(huán)節(jié)的薄弱都可能導(dǎo)致項目卡殼。這一經(jīng)歷讓我們明白，工程設(shè)計不能紙上談兵，而要將多學(xué)科理論與實際元器件特性、電路工作環(huán)境相結(jié)合，通過‘仿真-測試-優(yōu)化’的迭代流程，才能實現(xiàn)設(shè)計目標?！?/p>

電子科學(xué)與技術(shù)23-2班葉志遠：“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(xié)作是項目順利推進的關(guān)鍵。三位隊員分工明確，分別負責(zé)硬件電路設(shè)計、嵌入式編程、測試調(diào)試三個核心環(huán)節(jié)，高效協(xié)作解決了多個技術(shù)瓶頸。本次電賽讓我們在技術(shù)能力與團隊協(xié)作上都獲得了提升，也更加明白，電子工程領(lǐng)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>

“一生一比賽”“一生一項目”

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(xué)子未來以奮斗之姿

再創(chuàng)輝煌

來源 | 電氣與自動化工程學(xué)院

編輯 | 翟相博

責(zé)編 | 衛(wèi)婷婷 朱與欣

投稿郵箱 | hfutxcb404@163.com

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