合肥工大团队在全国大学生电子设计竞赛获佳绩

近日，2025年TI杯全国大学生电子设计竞赛全国总测评落下帷幕。合肥工大参赛团队表现出色，获得国家级一等奖2项、二等奖11项，同时取得省级一等奖13项、二等奖20项、三等奖7项的优异成绩，国家级奖项和参赛获奖数量实现了学校参赛以来的又一次突破。

全国大学生电子设计竞赛是教育部与工业和信息化部共同发起的全国性大学生学科竞赛，是目前参赛规模最大、范围最广、影响力最强的电子设计类赛事。2025年全国1161所院校的22586支队伍报名参加该竞赛，经全国竞赛专家组评审、全国竞赛组委会批准，最终404个参赛队获全国一等奖（全国一等奖获奖比例仅为1.8%）。

学校于2024年11月启动2025年度电子设计竞赛的组织和培训工作，并于2025年6月举办大学生电子设计竞赛校内选拔赛，遴选出141名优秀选手参加赛前集中培训。参赛学生和指导老师都放弃了暑期休息时间，冒着酷暑全身心投入到竞赛准备中来。叶志远、张元培、刘俊杰团队（指导老师：侯华龙、邓凡李），汤佳豪、陈江文炯、程思远团队（指导老师：戴雷、刘春），历经层层考验，最终均获得全国一等奖。

接下来听听队员们的心声。

1. 竞赛要求

本次电赛项目核心任务是设计并制作RC有源滤波器（即已知电路模型）与未知电路模型探究装置，需同时满足基本功能与发挥要求，构建一套可实现信号生成、采集、分析、建模与模拟再现的完整电路系统。基本要求方面，探究装置需有精准信号调节能力，能自动输出适配已知电路模型的信号，确保该电路按预设指标输出。基于函数特性采用RC网络搭建该电路模型，保证其频率响应与理论传递函数一致。发挥部分聚焦未知电路模型的自主学习功能与建模能力。测评现场提供低通、高通、带通、带阻四种类型的未知电路模型，探究装置无需人工干预，一键完成对未知电路特性的识别、建模，并根据输入信号实时生成与未知电路输出相一致的模拟信号。

2. 竞赛难点

（1）硬件电路难点：硬件电路是系统性能落地的核心载体。难点主要是宽频放大电路性能矛盾，系统需覆盖1kHz - 1MHz宽频带信号，放大模块要同时满足“低失真”与“宽频响应”双重要求。初期测试中，选用的AD8367可变增益放大器虽能高效放大高频信号，但在1kHz以下低频段衰减显著，输出信号幅值波动超过15%；而普通运算放大器虽适配低频，却因压摆率不足（低于5V/μs），在高频段出现波形失真，无法满足测评对信号完整性的要求。

（2）数字建模难点：滤波类型识别精度要求高，测评现场的未知电路包含低通、高通、带通、带阻四种类型，需通过扫频检测准确捕捉截止频率、通带增益等关键参数，才能精准判断滤波类型，任何参数误差都可能导致建模方向错误。实时计算压力大，未知电路建模需通过ADC采样获取信号特征，再进行传递函数拟合与IIR数字滤波器参数计算。该过程涉及复杂的数学运算，对MSPM0G3507主控芯片的运算速度和算力提出极高要求，若处理不及时易导致信号延迟。

3. 团队创新点

（1）多模块协同的信号生成方案：创新采用“AD9959 + 板载DAC + 继电器”的组合模式，突破单一模块的性能瓶颈。AD9959负责产生宽频带（1kHz - 1MHz）正弦信号，依托其10位DAC与500MHz时钟，实现频率精度≤0.01%；板载DAC辅助生成矩形波等特殊波形，继电器根据信号类型与频率自动切换通道，兼顾频率范围与波形多样性。经测试，系统生成信号的频率相对误差绝对值均≤5%，峰值满足≥3V要求。

（2）高效的学习建模优化算法：团队以IIR数字滤波器为核心构建建模框架，针对未知电路的滤波特性实现精准匹配。在学习阶段，系统通过扫频检测获取未知电路的幅值 - 频率响应曲线，基于曲线特征拟合传递函数，再将传递函数参数转化为IIR数字滤波器的系数。该滤波器能精准复现未知电路的信号处理特性，无论是低通电路的低频保留、高通电路的高频筛选，还是带通、带阻电路的特定频率区间控制，均能实现波形无失真模拟。在IIR数字滤波器的基础上，团队创新引入“查找表”机制。系统在学习阶段，将扫频获取的幅值 - 频率对应关系、IIR滤波器的输出定值提前存储至查找表；在实时模拟阶段，无需重复进行复杂的公式计算，直接通过输入信号频率索引查找表获取参数，大幅降低运算负荷，将建模响应时间缩短30%以上，同时避免因实时计算延迟导致的相位漂移，确保模拟信号与未知电路输出的同频稳定显示。

4. 参赛感受

电子科学与技术专业22 - 2班汤佳豪表示：“本次电赛项目不仅是一次技术实践，更是对团队协作、问题解决与工程思维的全方位锤炼。从技术层面而言，我们深刻体会到理论与实践的差距，更感受到多学科融合的重要性。项目涉及电子电路设计、数字信号处理、嵌入式编程等多个领域，比如硬件电路搭建需要扎实的模拟电子技术基础，IIR滤波器建模依赖数字信号处理知识，而主控芯片的程序编写则考验嵌入式开发能力，任何一个学科环节的薄弱都可能导致项目卡壳。这一经历让我们明白，工程设计不能纸上谈兵，而要将多学科理论与实际元器件特性、电路工作环境相结合，通过‘仿真 - 测试 - 优化’的迭代流程，才能实现设计目标。”

电子科学与技术23 - 2班叶志远称：“一个成功的工程项目，离不开各环节的无缝衔接与相互补位。团队协作是项目顺利推进的关键。三位队员分工明确，分别负责硬件电路设计、嵌入式编程、测试调试三个核心环节，高效协作解决了多个技术瓶颈。本次电赛让我们在技术能力与团队协作上都获得了提升，也更加明白，电子工程领域没有一蹴而就的成功，只有脚踏实地的探索与坚持，才能不断突破自我，完成更高难度的挑战。”

作为全国深化创新创业教育改革示范高校，合肥工大独具特色的双创教育为卓越工程人才培养提供了有力支撑。祝贺参赛师生荣获佳绩，希望各位学子未来以奋斗之姿再创辉煌。

来源 | 电气与自动化工程学院

编辑 | 翟相博

责编 | 卫婷婷 朱与欣

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