活动简介

WeDesign活动是硬禾学堂发起的“一起设计、一起体验”活动。参加者可以通过提交申请来获取芯片、仪器、工具等。如果能在规定时间内完成相应的任务,就可以获取补贴费用,优质作品更是有丰厚的奖励。

本期要求基于圣邦运放芯片设计低功耗放大电路,需使用KiCad绘制PCB并打板实现一个单一电源3.3V供电的9倍放大电路,最后进行相关参数的测试,具体要求请见“任务列表”。

活动共提供9款圣邦的运放芯片,参赛者最多可采购其中的 2-3款。参赛者可根据个人情况,绘制不同的电路板进行测试(1块电路板上仅允许存在1颗运放芯片),最终选择一款符合题目要求且得分最高的电路板撰写报告提交。

活动时间
2024-06-24 - 2024-08-25
平台及任务
平台1
- 圣邦运放芯片
本期共1个平台可选择
圣邦运放芯片
9款来自圣邦的运放芯片,包含以下几种型号:SGM8049-1、SGM8240-1、SGM8531、SGM8263-1、SGM8271、SGM8212-1、SGM8541、SGM8965A-1、SGM8295-1
标签
运放
圣邦
平台1 - 任务列表:任选1项完成即可
任务1
注意事项: 必须使用KiCad绘制PCB并进行打板,附件中必须有KiCad工程文件 可选用2 - 3种型号的芯片完成任务,参赛者可根据个人情况,绘制不同的电路板进行测试,最终选择一款符合题目要求且得分最高的电路板撰写报告提交。 PCB打板上仅允许存在1个运放芯片 本次活动中共提供9款运放芯片,并非都能满足题目要求,请在做题前仔细研读芯片手册,挑选合适的芯片做题。 使用KiCad绘制PCB并打板实现一个单一电源3.3V供电的9倍放大电路。 输入信号来自标准信号源,为DC~100kHz可调、直流偏移量为0V、峰值幅度可调的正弦波(整个题目全部设置过程,默认信号源负载电阻为无穷大状态)。输入信号源含有50Ω±1Ω输出电阻。测试连接结构如图1所示。 提交作品中,必须且只能有4个牢固的接线柱,分别标注“输入”、“输出”、“GND”、“正电源”。接线柱形式不限,只要方便夹子夹紧即可。   基本要求(共100分) 静态时,整个放大电路供电电源电流小于等于15μA(C1:10分)。连接并开启直流电源、标准信号源,输入信号设置为幅度0V,直流偏移量0V。用电流表测量供电电流,记作IS。当IS<=15μA,得10分,否则为0分。 放大电路的输出直流偏移量为1.65V(C2:10分)。在基本要求1)所述静态下,用示波器观察uOUT端,无明显噪声、无自激振荡,用万用表测量直流电压,记作UOUT。当UOUT介于1.6V~1.7V,得10分,否则为0分。 直流增益为9倍(C3:50分)。设置信号源直流偏移量为0.10V,幅度0V,用示波器观察uOUT端,无明显噪声、无自激振荡,用万用表测量直流电压,记作UOUT1。满足下式得50分,否则为0分。 50Hz小信号增益为9倍(C4:10分)。设置信号源直流偏移量0V,正弦波幅度10mV,频率50Hz,用示波器观察输出波形,无明显噪声、无明显失真、无自激振荡,频率为50Hz,用示波器观察并记录波形峰峰值,记作UOPP,满足下式得10分,否则为0分。 小信号带宽大于1kHz(C5:20分)。设置信号源直流偏移量0V,正弦波幅度10mV,单独改变频率,从100Hz步进100Hz,可跳跃、可回做,同时用示波器观察输出波形,当输出波形无明显噪声、无明显失真、无自激振荡,频率随动,用示波器观察并记录波形峰峰值,记作UOPP1。当UOPP1<0.707 UOPP,或者出现自激振荡、明显失真,记录上一次信号源频率,记作fH。当fH>1kHz,得10分,小于等于1kHz得0分。 以上分数,合计称为CB=C1+C2+C3+C4+C5,最高为100分。   加分项: 静态电流加分(最高100分)。根据实测的IS,用下式计算静态电流加分CIS。 小信号带宽加分(最高100分)。根据实测的fH,用下式计算带宽加分CFH。 满功率带宽加分(最高100分)。 设置信号源幅度,使得输出摆幅达到峰峰值3V为满功率输出。随着频率上升,输出幅度的下降可以靠增大输入信号幅度来补偿。 在保证满功率输出摆幅的情况下,增加输入信号频率,步长100Hz。当输出波形出现明显失真,此前最后一次不失真频率,即为满功率带宽fP。按照下式计算满功率带宽加分CFP。 总分: 总分为基本要求得分CB、静态电流加分CIS、带宽加分CFH三者之和。最高400分。 解释: 关于明显失真的定义是,THD大于5%,这可以用示波器的失真度测量功能获得。 明显噪声的定义是,示波器可见噪声峰峰值大于10mV。   注:本次活动中共提供9款运放芯片,并非都能满足题目要求,请在做题前仔细研读芯片手册,选择合适的芯片做题。
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活动规则
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一、注意事项

  • 芯片选购:9款芯片并非都能完成项目,请仔细阅读数据手册后下单购买。
  • 快递发货:每人限购 2-3款芯片,超过的部分将不发货。
  • 题目发送:电子森林将通过官方邮箱给成功采购的参与者发送Word版本实验题。
  • 打板/调试:必须使用KiCad软件绘制PCB,且电路板上仅允许同时存在1颗运放芯片。【Ps:KiCad使用卡顿,可能与中文输入法冲突,需切换至英文输入法】
  • 报告提交:提交完整项目体验报告,以及演示视频,具体内容请见“四、材料提交 ”

ps:作品必须是原创,禁止抄袭。


二、活动面向对象

  • 学习模拟电路相关知识
  • 学习KiCad工具的使用
  • 提升PCB制板能力
  • 提升硬件设计验证能力

三、活动福利

成功采购圣邦运放芯片并参与活动的同学,将获赠价值¥199的《KiCad 7.0全新升级,PCB制板很简单》课程1份。

活动期间免费观看,活动结束后提交项目并过审的同学永久免费观看,未完成任务的同学将关闭课程免费观看权限。

 


四、材料提交

请于2024年8月25日前完成低功耗放大电路设计,并提交报告至电子森林【电子森林使用说明请翻阅到底部

项目参考案例:


报告标题:用/基于圣邦xxx运放芯片设计低功耗放大电路

项目需包含但不限于以下内容:

  • 3-5分钟短视频(要求横屏且1080p,请先将视频上传至B站、优酷、腾讯等平台,审核通过后将iframe代码放于项目页的“视频代码”处)
    • 简短的自我介绍
    • 扩展板介绍
    • 扩展板设计体验思路(含开发思路、扩展硬件、搜集素材的思路等)
    • 画原理图、PCB制板过程中遇到的问题,以及解决方法
    • 展示项目设计成果

注:没有视频,视频太短(仅几十秒),视频无板卡演示效果,拍摄不清晰,镜头太晃等均不合格。

  • 项目总结报告(放于项目的“描述”处)【字数要求:项目总结报告需达到除代码之外的约1500字左右】
    • 项目介绍
    • 项目设计思路(含设计框图)
    • 搜集素材的思路
    • 画原理图、PCB制板过程中遇到的问题,以及解决方法
    • 实现结果展示(调试过程中遇到什么问题)
    • 关键代码及说明
    • 选用该运放芯片的理由
    • 原理图/PCB图(放在项目附件)
    • 可编译下载的代码(放在项目的附件,用于验证)

注:项目的附件中没有上传源代码均被退回,抄袭的项目不予退款。

主办方
苏州硬禾信息科技有限公司苏州硬禾信息科技有限公司成立于2019年,是国内首家集电子职业技能教育、硬件开发和新媒体运营为一体的高科技公司。公司以电子信息技术的教育和硬件研发为核心,与国内众多知名院校深度合作,通过自有平台硬禾学堂、电子森林以及定向的实习实训,线上线下双渠道教育模式,面向电子领域输送精英型人才。硬禾旗下目前拥有“电子森林”网站及其子模块“硬禾学堂”。
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