2007年A题_音频信号分析仪_示例实验报告

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设计报告装订顺序为封面、300字以内的中文摘要、正文、附录。正文采用小四号宋体，单倍行距，标题字号自定。一律采用A4纸，页面纵向打印、侧边装订。电路图可另加至附录。报告每页上方必须留出3cm空白，空白内不得有任何文字，每页右下脚注明页码。报告用纸由各参赛者自行解决。

格式要求：《设计报告》正文的图文篇幅限制为6页，第一页含300字以内的设计中文摘要，正文采用小四号宋体字，单倍行距，标题字号自定，一律采用A4纸，页面纵向打印、装订，装订时第一页为空白页。电路图可另附，报告格式按照竞赛题目中的报告要求撰写。《设计报告》每页上方必须留出3cm空白，空白内不得有任何文字，每页右下角注明页码。报告用纸由各参赛校自行解决。

2007年A题 音频信号分析仪（居中3号黑体）

本系统基于Altera Cyclone II 系列FPGA嵌入高性能的嵌入式IP核(Nios)处理器软核，代替传统DSP芯片或高性能单片机，实现了基于FFT的音频信号分析。

音频信号分析仪

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山东大学 王鹏 陈长林 秦亦安

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摘要（顶格，小4宋加粗或小4黑）：本系统基于Altera Cyclone II 系列FPGA嵌入高性能的嵌入式IP核(Nios)处理器软核，代替传统DSP芯片或高性能单片机，实现了基于FFT的音频信号分析。并在频域对信号的总功率，各频率分量功率，信号周期性以及失真度进行了计算。并在FPGA中嵌入了8阶IIR切比雪夫（Chebyshev）II型数字低通滤波器，代替传统有源模拟滤波器实现了性能优异的音频滤波。配合12位A/D转换芯片AD1674，和前端自动增益放大电路，使在50mV到5V的测量范围下，单一频率功率及总功率测量误差均控制在1%以内。（摘要正文（200～300字）可另起行，也可与“摘要”2字之间空1字接排，小4宋体 ）

关键词：FPGA； IP核； FFT； IIR； 可控增益放大

[(3～5个） 顶格，小4宋体]

Abstract: This system is based on IP core(Nios) soft-core processors embedded in the FPGA of Altera Cyclone II family. Instead of using DSP or microcontroller, we use Nios II to perform a low-cost FFT-based analysis of the audio signal.And we caculated the power of the whole signal,the power of each frequence point that componented the signal.By the way,we anlysised its periodicity and distortion.We also embedded an 8-order Chebyshev II IIR digital low-pass filter to replace the traditional analog Active Filter to perform an excellent audio filter. With 12bit A / D converter chip AD1674, and the front-end automatic gain amplifier, this system’s single-frequency power and total power measurement error is below 1% in 50mV to 5V measurement range.

Keyword: FPGA； IP core; FFT; IIR; automatic gain amplifier

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一、? 方案选择与论证(正文小四宋体，每一个自然段首起空2字。建议：表序与表题为5号黑体，表文为5号宋体，表注为小5号宋体；图序与图题为5号黑体，图文、图注为小5号宋体。

建议：行间距为1.25，在排版过程中，若遇到图题和图不能在同一面，或页下留较多空白的问题，可通过适当调整行间距来解决。)

1、整体方案选择

音频分析仪可分为模拟式与数字式两大类。

方案一：以模拟滤波器为基础的模拟式频谱分析仪。有并行滤波法、扫描滤波法、小外差法等。因为受到模拟滤波器滤性能的限制，此种方法对我们来说实现起来非常困难。

方案二：以FFT为基础的的数字式频谱分析仪。通过信号的频谱图可以很方便的得到输入信号的各种信息，如功率谱、频率分量以及周期性等。外围电路少，实现方便，精度高。

所以我们选用方案二作为本音频分析仪的实现方式。

2、FFT计算方式选择

方案一：使用VHDL 硬件实现。FFT的VHDL程序编写难度大，短时内不易实现。

方案二：在FPGA中嵌入Nios II处理器，通过软件实现。Nios II 支持C语言编程方式，普通的C语言版的FFT稍加改正即可应用到本方案中。

四天之内我们不可能实现一个用硬件实现的FFT算法，因此我们选用方案二。

3、采样电路与A/D芯片选择

本设计中要求分析的信号峰峰值范围为100mVp-p～5Vp-p，用8位A/D进行采样，不能满足题目的精度要求，采用12位的A/D芯片AD1674，其分辨率可达到1.2mV（相对于5Vp-p信号），满足了题目要求的5%误差范围。同时其100K的采样频率也满足本设计中的频率要求。

4、信号调理方案

AD1674信号输入满偏电压在双极性时为±5V，即峰峰值10V。

方案一：将输入信号放大2倍，以达到AD1674的满偏输入，以提高A/D的精度。但若输入信号都比较小时，采样精度就会下降。

方案二：将前端信号放大调理电路分为几个档，针对不同幅度的信号选择合适的通道进行放大，放大倍数以当前信号中的最大峰值为选择基准。这样在输入信号比较小时可以选择比较大的放大倍数，以提高A/D采样的精度。

明显方案2优于方案1。

5、采样及滤波方案选择

方案一：按照奈奎斯特定律采样，以传统模拟方式滤波。传统模拟方式或有源滤波芯片难以实现很好的频带外衰减。从而使运算结果误差增大。

方案二：在A/D前进行简单的抗混叠滤波，以比较高的速率采样，然后在FPGA中用数字滤波器进行精确滤波。滤波后进行二次采样以减少运算量。切比雪夫(Chebyshev) II型低通IIR滤波器有平坦的通带，等波纹的抑制频带、适中的过度频带，非常适合于音频滤波。可以使分析达到很好的精度。

方案二外围电路要求少，实现方便，我们采用方案二。

6、信号功率的计算。

方案一：通过测真有效值的方式实现，应用普通的真有效值检测芯片可以方便的测出信号在一定时间段内的总功率。但对单个频点处的功率测量无能为力。

方案二：在用FFT得到信号的频谱后根据帕斯瓦尔定律可以很方便的得到信号各频率分量的功率及信号的总功率。

因为本设计中我们可以通过FFT得到信号的频谱，因此方案二最适合本设计。

总体方案确定：

经过以上论证我们确定总体设计方案框图如下：

?

图1-1、系统整体方案框图

二、? 系统具体设计与实现

1、前端可控增益放大电路及增益控制电路

针对音频信号的特点以及题目中对精度的要求，我们选用了特别适合音频信号处理的经典运放NE5532。峰值保持部分使用普通运放TL084。

信号进入后首先经过一与50欧姆精密电阻并联的跟随器，以满足题目中的50欧姆输入阻抗的要求，同时增强带后级带负载的能力。然后经过隔直电容进入后级放大电路。

放大电路同时设置了×1，×2,×20，×200，4个放大通道，分别对10Vp-p、5Vp-p、500mVp-p、50mVp-p信号进行不同放大，这样将可测量信号的动态范围扩展到了10mV；电路图见图2-1。同时通过峰值保持电路记录一个FFT运算周期内的信号峰值，通过与设定的参考电压进行比较以确定信号的峰峰值范围，以作为下一次采样时放大通道的选择参考；控制器通过模拟开关来选择不同的放大通道。

峰值保持电路部分采用精密二极管与充电电容进行信号峰值保持。为减小电容漏电流对峰值保持的影响，选择了47uF的电容。每次采样前对读入峰峰值范围并对电容放电以记录下一次的峰峰值。

图2-1、输入信号放大通路

图2-2、峰值保持电路

2、抗混叠滤波我们选择简单易用的管脚可编程滤波芯片MAX263来实现，该滤波芯片无需外加外围电路，减少了外界环境对其性能的影响。电路图见附图1-2

3、A/D转换部分电路见附图1-3。

4、数字滤波及Nios核实现方式见附图2-1。

5、本设计中增加了一分贝测量的附加功能。

三、理论分析与参数设计

1、采样频率计算：

根据奈奎斯特定律采样率应满足 ，本题目中信号输入频率最大为10KHz，因此 ，为进行二次采样，我们的采样率应大于40KHz。

进行FFT的点数按 计算。又因为FFT运算量为2的n次方点时比较容易实现。在满足频率分辨力并尽量减小运算量的条件下我们可得出某一频率分辨率与采样率的关系。例如我们设计的频率分辨力为100Hz，则为分辨出10KHz的信号，则 ，求得N=200,我们取N=256。其他分辨力类推。本设计中我们设计了以下四个频率分辨力档：

表3-1 频率分辨力与FFT点数及采样速率对应表

分辨力

FFT点数

FFT测量频率*

二次采样速的**

原始采样速度

100Hz

256点

12.8K

25.6K

76.8K

50Hz

512点

12.8K

25.6K

76.8K

20Hz

1024点

10.24K

20.24K

60.72K

10Hz

2048点

10.24K

20.24K

60.72K

*FFT测量频率：FFT变换所能表示的最高频率。

**二次采样速度：原始采样数据经数字滤波后，经二次采样（降低采样率）后的实际采样速度。

2、IIR数字低通滤波器设计

在进行FFT运算之前应当尽量避免频谱的混叠，即对带外信号要进行尽可能大的衰减，挈比雪夫(Chebyshev) II型滤波器具有通带内平坦并且衰减速度快的特点。其相频响应及群延迟特性都比较好。其转移函数具体系数计算可通过Matlab的Filter Design & Analysis Tool来实现。得到系数后打开Altera DSP buider，在它的可视化界面中搭建出自己所需的滤波器。

3、信号功率及各频率分量功率计算：

连续傅立叶变换下的帕斯瓦尔能量定率为： ，

离散傅立叶变换下的帕斯瓦尔能量定律为 ，由此可推出

；

同时可推出 ，即可得出个频率分量的功率。

在计算时应当注意补偿因经过滤波器时信号的衰减，以及根据放大倍数还原信号到其实际值。从而使计算结果更加精确。

4、信号周期性判断及周期测量

周期信号的频谱都是谐波离散的，它仅含有 的各频率分量，即含有基频 （T为周期信号的周期）和基频的整数倍 （n=1，2，3，…）这些频率成份，频谱图中相邻普贤的间隔是基频 ，周期信号越长，谱线间隔愈小，频谱愈稠密，反之则愈稀疏。这是周期信号频谱的最基本特点。

因此信号的周期性判断可用以下方式判断：从最小频率点开始观察，若最小频率分辨率点处的频率分量为0（实际不为0，而是一个很小的数值），则这个信号就是周期的。然后继续向上观察，出现第一个峰值的频率点处既是这个信号的基频。

这种分析方法虽然可以很方便的测出基频大于最小分辨率信号的周期，但是对于基频等于或小于最小频率分辨率的信号的周期性就无能为力了。要测出基频更小的信号的周期性就要增加FFT的点数。

5、正弦信号的失真度测量方法

一般地，正弦波的失真是用失真度，即所有谐波能量之和与基波能量之比的平方根来表示的。在频域中即可通过一下方式计算：

，其中 为基波分量的傅立叶系数， 、 、 … 为谐波的傅立叶系数。

四、? 软件设计

在本设计中，控制及计算部分都由FPGA来实现。其中Nios核完成键盘控制，液晶显示、FFT算法实现、功率计算、周期性判断及失真度测量的功能；而自动增益控制、A/D转换控制以及数字滤波器则由VHDL语言实现，以减轻CPU的负担，同时两部分并行处理提高了系统的速度。系统框图及流程图如下：

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图4-1 软件流程图

五、? 指标测试

1．调试方法和过程

采用模拟电路由前端到后段，数字电路先仿真再试测，先逐个模块测试再连调的办法。

2．测试仪器（见附录三）

3．输入阻抗测量

使用分压法测量：在系统输入上串联一个 的精度0.1%的电阻，用34401A 61/2数字万用表测量精密电阻和系统输入端的电压比值。

用TFG2040 DDS函数信号发生器输出：F=5KHz Vp-p=1V 的正弦波

用34401A 61/2数字万用表测得精密电阻两端Vp-p=0000.501V

测得系统输入端电压Vp-p=0000.499V

因此算得输入阻抗为：

4．信号总功率及各频率分量功率测量

使用两台TFG2040 DDS函数信号发生器产生两路信号叠加后进行测试，现列出一组典型信号测试结果：两路输入电压分别为Vp-p1=1.0000V(0.01W), =1KHz,Vp-p2=2.0000V(0.04W),

=3KHz。详细测试结果见附录三。

表5-1 信号功率测量结果 ?单位： W

?

信号总功率

最大功率

次大功率

各频率点功率和

各频率功率和与总功率误差

理论值

0.05000

0.04000

0.01000

0.05000

0

本系统测得

0.05021

0.03990

0.01013

0.05003

0.36%

综合各项测试结果得总功率相对误差小于1%，各频率功率误差小于2%。

5．转换时间测试

每完成一次转换让Nios对外接的一个LED灯置高一次，再完成一次转换后将LED灯置低，依次循环。把本音频分析仪频率分辨率设定在10Hz，用秒表记录LED灯亮起10次（即20个刷新周期）的时间，记录3次，取均值。

表5-3、数据刷新时间测量 单位 S

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第一次

第二次

第三次

平均

时间

16.73

16.51

16.49

16.577

单次转换时间

0.837

0.826

0.825

0.829

6．失真度测试

（1）用1KHz方波测试失真度

用TFG2040 DDS函数信号发生器产生近似理想的1KHz方波

理论计算失真度：46% （计算到10次谐波） 本系统测得失真度：46.8%

（2）测量用EE1642产生的不非常理想的正弦波

用ZQ4126失真度测试仪测得失真度：0.9%；

用本音频分析系统测得失真度：0.54%

7．动态范围测试

使用TFG2040产生5V 1KHz信号，D120 DDS产生5KHz小信号，两信号叠加后输入系统进行测试 从100mV开始逐步调小小信号的幅度，从频谱图上观察是否可分辨小信号峰值。

表5-4 动态范围测量结果

100mV

50 mV

30 mV

10 mV

5 mV

可明显分辨

可明显分辨

可分辨

可分辨

不可分辨

8.周期性测试

使用TFG2040产生1K的方波、正弦波、三角波进行测试：检测为周期波

使用TFG2040产生M序列，检测为非周期波。

六 、结论

本设计很好的满足了题目要求，对频率分辨力、动态范围及精度都做了较大的扩展。其实本设计还有很大的提升空间，但由于我们的动手能力以及理论水平有限，没能很好的达到。通过本次设计，我们的动手能力以及处理问题的能力都有了很大的提高，并加深了对信号处理的理解，我们的收获很大！

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参考书目：(4号黑体)

【1】 Vinay K. Ingle John G. Proakis 数字信号处理 科学出版社 2006年

(左顶格，5号宋体 序号左顶格，用阿拉伯数字加方括号标示；作者名与序号之间空1字；若有2位或3位作者，则作者之间用逗号“，”分隔，最后一位作者用句点（实心点），若超过3位，也只列3位，然后加等。)

【2】 程佩青 数字信号处理教程 清华出版社 2004年

【3】 吴京等 信号与系统分析 国防科技大学出版社 2006年

【4】 周立功等 SOPC嵌入式系统基础教程 北京航空航天大学出版社

【5】 (美)Uwe Meyer-Baese 数字信号处理的FPGA实现 清华大学出版社 2006年

【6】 Nios II Software Developer’s Handbook ALTERA co.

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附录一：前向通道电路图

附图1-1、峰值范围确定电路

附图1-2、抗混叠滤波电路图

附图1-3、A/D模块电路图

附录二 FPGA内部数字滤波及Nios核框图

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附图2-1、FPGA内部嵌入IP核、采样控制器及滤波器组成框图

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附录三、

1、测试仪器

TFG2040 DDS函数信号发生器 D120 DDS函数信号发生器/计数器

EE1642 模拟函数发生器 YB4360 模拟双踪示波器 M890C+ 31/2数字万用表 34401A 61/2数字万用表 SS1792D 支流稳定电源 ZQ4126 失真度测试仪

秒表

2、信号功率及各频率分量功率测量

附表3-1、信号功率及各频率分量功率测量结果 单位：W

频率(Hz)

信号总功率

最大功率

次大功率

各频点功率和

误差

1

f1=10K,f2=9K

0.04978

0.03952

0.00978

0.0496

0.80%

2

f1=1K,f2=3K

0.05021

0.03990

0.01013

0.05003

0.36%

3

f1=110,f2=100

0.05034

0.04028

0.01019

0.05057

0.45%

4

f1=30,f2=20

0.05004

0.03954

0.01016

0.0495

0.67%

测试电路图：

附图3-1 信号功率测试电路图

附录四、FFT源程序（仅核心部分）

#include <stdio.h>

#include <math.h>

#include <stdlib.h>

#define size_x N

typedef struct

{

double real;

double img;

}complex;

complex W[size_x/2];

complex x[size_x];

?

double PI;

?

void fft();

void initW();

void change();

void add(complex a,complex b,complex *c);

void mul(complex a,complex b,complex *c);

void sub(complex a,complex b,complex *c);

void divi(complex a,complex b,complex *c);

void output();

?

int main()

{

system("cls");

PI=atan(1)*4;

initW();

fft();

output();

return 0;

}

?

void fft()

{

int i=0,j=0,k=0,l=0;

complex up,down,product;

change();

for(i=0;i< (int)( log(size_x)/log(2) );i++)

{

l=( 1<<i );

for(j=0;j<size_x;j+= (1<<l) )

{

for(k=0;k<l;k++)

{

mul(x[j+k+l],W[size_x*k/2/l],&product);

add(x[j+k],product,&up);

sub(x[j+k],product,&down);

x[j+k]=up;

x[j+k+l]=down;

}

}

}

}

?

void initW()

{

int i;

for(i=0;i<size_x/2;i++)

{

W[i].real=cos(2*PI/size_x*i);

W[i].img=-1*sin(2*PI/size_x*i);

}

}

void change()

{

complex temp;

int i=0,j=0,k=0,t;

for(i=0;i<size_x;i++)

{

k=i;j=0;

t=(unsigned) (log(size_x)/log(2));

while(t--)

{

j=j<<1;

j|=(k & 1);

k=k>>1;

}

if(j>i)

{

temp=x[i];

x[i]=x[j];

x[j]=temp;

}

}

}

?

void output()

{

int i;

printf("The result are as follows\n");

for(i=0;i<size_x;i++)

{

printf("%.4f",x[i].real);

if(x[i].img>=0.0001)printf("+%.4fj\n",x[i].img);

else if(fabs(x[i].img)<0.0001)printf("\n");

else printf("%.4fj\n",x[i].img);

}

}

void add(complex a,complex b,complex *c)

{

c->real=a.real+b.real;

c->img=a.img+b.img;

}

void mul(complex a,complex b,complex *c)

{

c->real=a.real*b.real - a.img*b.img;

c->img=a.real*b.img + a.img*b.real;

}

void sub(complex a,complex b,complex *c)

{

c->real=a.real-b.real;

c->img=a.img-b.img;

}

?

?

?

等级标题要求

一、××××××× 左顶格或前空2字，4号黑体

1．××××××× 前空2字，小4号黑体

⑴ ××××××× 前空2字，小4号宋体或楷体

四级以下标题不作要求，可以单独占一行，也可接着排，但要一致，末尾要加标点

二、 设计报告的撰写

1. 摘要的撰写

摘要是一篇完整的短文，应具有独立性和自明性，也就是说，读者不阅读全文，只阅读摘要，就能获得必要的信息。

摘要是设计报告的内容梗概，因此，要求拥有与设计报告同等的重要信息，应简明扼要地介绍本课题研究的目的、方法以及主要结果和结论。

具体要求如下：

① 简明扼要、突出重点、恰如其分。

要将自己的特色、创新展示给读者，并尽可能提供更多的定量、定性的信息，同时要自成体系。不要简单重复题名中已有的信息，也不要简单地将小标题罗列进来；不要将常识写进摘要，也不要对报告的内容进行诠释和评论，尤其不要自我评价。

② 结构严谨、表达简明、语义确切。

摘要先写什么，后写什么，要按逻辑顺序编排，句子之间要上下连贯、相互呼应。句子力求简单，每句话要表义明白，无空泛、笼统、含混之词。不要说具有较高的性能指标，要说具体是多少。

2. 关键词的撰写

关键词是反映文章主题内容的名词和术语，一般从题名、层次标题和正文中选取。关键词包括两类：

① 叙词（正式主题词）。由《汉语主题词表》中选取的经过规范化的词或词组。

② 自由词。《汉语主题词表》中没有的、直接从报告的题名、摘要、层次标题或正文中提取出来的词或词组。

关键词要求具有专指性。一个词表达一个主题概念。限制不加组配的泛指词的使用，以免出现概念含糊的情况。

例如：在题为《简易数字存储示波器》的报告中，作者选用“示波器”作为关键词之一，但 “示波器”有“模拟示波器”和“数字示波器”之分，该文指的显然是“数字示波器”，因此，应选用专指性强的词“数字示波器”为关键词。

第一关键词应能体现出文章的学科分类。

3. 正文的撰写

⑴ 基本内容

一般论文主要包括这几部分内容：本课题研究主要意义和目的、作者做了哪些工作、如何做的，以及主要结果和结论。

设计报告主要由以下几个部分组成：

① 方案论证与比较（所考虑过的方案及选中其中某一方案的理由，可列出框图、简要原理和优缺点等）。

② 理论分析与参数计算（单元电路的设计，元器件的选择，指标参数计算等）。

③ 电路设计（一般不必给出硬件电路的全图，应以有特色的电路部分为主，给出各单元电路设计方法）与软件设计（设计中使用单片机的）。

④ 测试方法与数据（系统功能或指标的测试方法、测量仪器型号、测试数据和波形）。

⑤ 结果分析（指标阐述、误差分析、所设计电路的特点以及改进意见）。

⑥ 总结或结论（收获、体会和建议）。

其中，根据具体情况可将其中的②、③两项，或者④、⑤两项合起来写。

写作要求如下：

① 思路清晰、合乎逻辑，用语简洁准确，明快流畅；内容务求客观、科学、自成体系，要能够自圆其说。

② 凡是能用简要语言讲述清楚的内容，应用文字叙述；用文字不能不易说明白的或说起来比较烦琐的，可用图或表来说明。

③ 对已有的知识要避免重复论证和描述，对用到的某些数学辅助手段一些演算过程要避免过分注意细节的推导、演算。

④ 所涉及的量和单位、插图、表格、数学式、数字用语、语言文字和标点符号、参考文献等都应符合国家标准。

⑵ 标题的拟定

标题在结构形式上可使报告层次分明，在内容上是对每节中心内容的概括。层次标题应用简明得体的语言表述本节的特定内容。此外，由于这些标题在文中处于各个不同的层次，因此，同一层次的标题之间应表达出相互并列的关系，上下层的标题应显示出直接关联的关系。具体要求如下：

① 标题力求简短、明确，标题中间尽量少用或不用标点，末尾不用标点；

② 同一层次的标题应表达同一层次的内容；

③ 同一级标题应尽量讲究排比，即结构相似、意义相关，语气一致；

④ 不同层次的标题，有上下级关系的，在内容上应相互联系。

注意：标题不得排在页末而无接文，即避免背题。

⑶ 图文的编排

插图不仅可以使所叙述的内容更加简洁、准确和清晰，还具有活跃和美化版面的功能。

① 插图要科学、清晰、美观，并具有自明性，即插图本身给出的信息就能表达清楚要说明的问题。

② 图中的文字与符号要清晰，物理量和单位必须遵循国家标准的规定，所选用的名词、术语一定要与正文中使用的一致。

③ 按在文中出现的顺序给出图序和图题。图序和图题之间空1字，不用标点。图序、图题一般居中，排于图的下方。图序号使用阿拉伯数字，全文插图连续编号，如全文仅有1图，则标为 “图1”；分图序号一般使用(a),(b),(c),…字母编码，居中排于分图的下方。图题应简洁明确，但也要防止为了追求形式上的简洁或为了省事而选用泛指的图题，如框“框图”、“电路图”等。

④ 图一般随文编排，即插图出现在文中第一次提到它的文字段的后面，也就是要先见文后见图。

⑤ 图的横向尺寸若不超过版面1/2者，图旁串文。图需卧排时，应顶左底右。

⑥ 避免用图表重复反映相同的数据。

⑷ 表文的编排

表格应科学、明确、简洁、突出重点，具有自明性。表格的设计要求如下：

① 突出重点。如果没有特殊需要，不应在表格中出现一般调查、实验测定或分析计算时使用的常规仪器、手段、材料或条件等事项的说明。

② 表述简洁。不要将研究、测试、推理、分析或运算过程中的中间步骤、环节和数据列出来。

③ 科学设计。表格应安排有序，使读者一目了然，不要稀里糊涂地将一堆数据丢出来，使表格失去应有的清晰的逻辑对比功能。

表格有无线表、系统表和卡线表3种，三线表是由一般卡线表简化、改造而成的。推荐使用三线表，必要时可加辅助线。表格编排时的注意事项如下：

① 表格应有表序和表题。表序和表题居中排于表格上方，两者之间空1字。表序以阿拉伯数字连续编号，若全文仅有1表，则标明“表1”。表内数据一律采用阿拉伯数字，个位数、小数点位置应上下对齐。

② 表格中的相邻行格内的数字或文字相同时，应重复填写。

③ 表一般随文编排，即先见文后见表。

④ 表格的横向尺寸不超过版面1/2者，表旁串文。表需卧排时，应顶左底右；需跨页时，一般排为双面跨单面；需转页时，应在续表上方居中注明“续表×”，表头重复排出。

⑸ 数字的使用

数字使用执行GB/T15835-1995《出版物上数字用法的规定》。

① 凡公历世纪、年代、年、月、日、时刻和各种记数与计量（包括正负数、分数、小数、百分比、约数），均采用阿拉伯数字。

② 年份不能简写。1998年不要写成98年或九八年。一个用阿拉伯数字书写的数值要避免断开转行。

③ 星期几一律用汉字。非公历纪年用汉字，并加圆括号注明公元纪年。数字作为语素构成定型的词、词组、惯用词、缩略语，应使用汉字。邻近两个数字并列连用所表示的概数均使用汉字数字。

④ 物理量的量值必须用阿拉伯数字。计数的数字也必须用阿拉伯数字。元件、仪器型号等也应用阿拉伯数字。文后参考文献著录中的数字也用阿拉伯数字。

⑤ 数值的有效位数应全部列出。

⑥ 表示数值范围时，数值后面可接写“之间”，不宜接写“左右”或“以上”，如20m～50m之间不可写成20m～50m左右或20m～50m以上。

⑦ 表示数量减少时不能用“倍”，要说减少或减低50%，不能说减少或减低1倍

⑹ 量与单位的使用

文稿中的计量单位应严格执行GB 3100-3102-93《量和单位》的规定。

对于量符号和单位的使用，要注意以下几点：

① 量符号如电阻R、电容C、电感L、电压U或V、电流I、增益A等应使用斜体；代表变动性的数字如自然数n，函数用斜体。

② 量的单位用正体；有固定意义的函数如三角函数sin，值不变的数学常数如π，运算符号如∑，具有特殊定义的算子如div等使用正体；还有最大值max、最小值min，表示器件的符号如二极管等也用正体。

③ 单位要写全，并要区分大小写，如kΩ，pF，Hz等不要写错。

④ 在同一篇论文中，量符号的使用要统一。

⑺ 公式的编排

文稿中的数学公式应简明、准确地表达各个量之间的关系，一般另行编排。在不引起误解的前提下，某些公式也可夹在文句中间。数学公式的编排，应遵循量、符号的书写规则。

① 公式的主体应对齐，不能偏高或偏低；

② 公式主辅线必须区分清楚，主线比辅线长，并与运算符号对齐；

③ 注意区分上、下标。

⑻ 标点符号的使用

标点符号使用要遵守GB/T15834-1995《标点符号用法》的规定。

除前引号、前括号、破折号、省略号外，其余都应紧接文字后面，不能排在行首。夹注及表格内的文句末尾不用句号。著作、文章、文件、刊物、报纸等均用书名号。用数字简称的会议或事件，只在数字上加引号；用地名简称的，不加引号。外文的标点符号应遵循外文的习惯用法。

容易用错的几种符号说明：

① 一字线“-”。连接两个相关的名词、几个相关项目表示起止关系或表示递进发展关系或流程的，表格中间表示“未发现”等，在图注中代替破折号。

② 半字线“-”。连接相关的词语构成复合词，连接相关字母、阿拉伯数字等组成产品型号及各种代号。

③ 范围号“～”。连接相关的数字，表示数值范围。

⑼ 用字的规范

用字应符合现代汉语规范，除某些古籍整理和古汉语方面的文章外避免使用旧体字、异体字和繁体字。简化字应执行新闻出版署和国家语言文字工作委员会以1992年7月7日发布的《出版物汉字使用管理规定》，以1986年10月10日重新发表的《简化字总表》为准。

⑽ 名词术语的统一和规范

一篇文章中的名词术语要统一，注意“一词一义”。

4．结论的撰写

结论（或讨论）是整篇文章的最后总结，但并不是文章的必要组成部分。结论应以测试数据与结果分析为依据，简洁地指出以下内容：

① 实验得到的结果所揭示原理及其普遍性；

② 研究中有无发现例外或难以解释或解决的问题；

③ 本论文理论上和实用上的意义和价值；

④ 进一步研究本课题的建议。

以上内容不一定面面俱到，但要有感而发。

5．参考文献

① 参考文献的著录应执行GB7714-87《文后参考文献著录规则》及《中国学术期刊（光盘版）检索与评价数据规范》规定，采用顺序编码制，在引文处按论文中引用文献出现的先后以阿拉伯数字连续编码，序号置于方括号内。一种文献在同一文中被反复引用者，用同一序号标示，需表明引文具体出处的，可在序号后加圆括号注明页码或章、节、篇名，采用小于正文的字号编排。

② 文后参考文献的著录项目要齐全，其排列顺序以在正文中出现的先后为准；参考文献列表时应以“参考文献：”（左顶格）或“[参考文献]”（居中）作为标识；序号左顶格，用阿拉伯数字加方括号标示；每一条目的最后均以实心点结束。

③ 各种参考文献的类型，根据GB3469-83《文献类型与文献载体代码》规定，以单字母方式标识：M-专著，C-论文集，N-报纸文章，J-期刊文章，D-学位论文，R-研究报告，S-标准，P-专利；对于专著、论文集中的析出文献采用字母“A”标识，对于其他未说明的文献类型，采用单字母“Z”标识。对于数据库、计算机程序及电子公告等电子文献类型，以双字母作为标识：DB-数据库，CP-计算机程序，EB-电子公告。对于非纸张型载体电子文献，需在参考文献标识中同时标明其载体类型，建议采用双字母表示：MT-磁带，DK-磁盘，CD-光盘，OL-联机网络，并以下列格式表示包括了文献载体类型的参考文献类型标识：DB/OL 联机网上数据库，DB/MT 磁带数据库，M/CD 光盘图书，CP/OL磁盘软件，J/OL 网上期刊，EB/OL 网上电子公告。以纸张为载体的传统文献在引作参考文献时不注其载体类型。

④ 参考文献著录的条目以小于正文的字号编排在文末。其格式为

期刊：[序号] 作者姓名．文题．刊名，年，卷（期）：起页～止页（任选）．

图书：[序号] 作者姓名．书名．出版地：出版社，年．

其中，作者姓名3人以内写全，3人以外加“等”或“，et al”；析出文献请注明源文献。

示例：

[1] 周振甫．周易译注[M]．北京：中华书局，1991．

[2] 陈崧．五四前后东西方文化问题论战文选[C]．北京：中国社会科学出版社，1985．

[3] 陈桐生．中国史官文化与《史记》[D]．西安：陕西师范大学文学研究所，1992．

[4] 白永秀，刘敢，任保平．西安金融、人才、技术三大要素市场培育与发展研究[R]．西安：陕西师范大

学西北经济发展研究中心，1998．

期刊文章

[序号] 主要责任者．文献题名[J]．刊名，年，卷（期）：起止页码．

示例：

[5] 何龄修．读顾诚《南明史》[J]．中国史研究所，1998，5（3）：167～173．

论文集中的析出文献

[序号] 析出文献主要责任者．析出文献题名[A]．原文献主要责任者（任选）．原文献题名[C]．出版地：出版年．析出文献起止页码．

示例：

[6] 瞿秋白．现代文明的问题与社会主义[A]．罗荣渠．从西化到现代化[C]．北京：北京大学出版社，

1990．121-133．

报纸文章

[序号] 主要责任者，文献题名[N]．报纸名，出版日期（版次）．

示例：

[7] 谢希德．创造学习的新思路[N]．人民日报，1998-12-25（10）．

国际标准、国家标准 [序号] 标准编号，标准名称[S]．

示例：

[8] GB/T 16159-1996，汉语拼音正词法基本规则[S]．

电子文献

[序号] 主要责任者．电子文献题名[电子文献及载体类型标识]．电子文献的出处或可获得地址，发表或更

新日期/引用日期（任选）．

示例：

[9] 王明亮．关于中国学术期刊标准化数据库系统工程的进展[EB/01]．http://WWW./pub/wml.txt

/980810-2.html，1998-08-16/1998-10-04．

[10] 万锦坤．中国大学学报论文文摘（1983-1993）．英文版[DB/CD]．北京：中国大百科全书出版社，1996．

各种未定类型的文献

[序号] 主要责任者．文献题名[Z]．出版地：出版者，出版年．

示例：

[11] 张永禄．唐代长安词典[Z]．西安：陕西人民出版社，1980．

⑸ 注释集中排在文末时，参考文献排在注释之后。

三、打印及装订要求

页码在页面下方，居中。

纸型：A4

页边距：上：2.54cm ，下：2.54cm，左：3.17cm，右3.17cm

[要求和给分]

[摘要] 300 字左右，简述设计思路、电路结构，所用主要元器件，实现的功能和达标

的情况，特点、特色

要求：文字简练、措词准确、表达清楚。达标程度要实事求是，特点、特色的叙述、措

词，要考虑科学性、正确性。

※ 引言：针对课题的要求、重点、难点，叙述所提方案的依据、理由。

可以是总的一段引言（在叙述摘要之后），也可以分别叙述，放在每个方案之前。

※ 框图：应是单元电路、功能电路的方框表示，用框图表达方案比用框图表达整机电路要

粗一点，突出功能即可，每个框图要标出所用主要元、器件。要注意信号、数据传输走

向。表达整机电路的框图还应包括前端、终端器件、供电。

※ 要求：提出3 个独立的方案，少一个扣2 分。

要指出每个方案的可行性、优缺点，

要提出选择所选方案的理由。

※ 方案的正确性占6 分，要注意科学性、正确性、可行性、实施难度。

※ 方案的优良程度是横向比较，而不仅是（本队）三个方案比。

主要考虑：全面达标，电路简繁程度，新器件的应用，性价比，设计有无创新。

[电路设计] （如果有软件设计内容，可分为电路设计、程序流程）

※ 重点是电路原理叙述和主要参数的计算。

※ 比较简单的电路：直接给出整机电路，然后简述电路工作原理，最后列出有关的元件参

数计算。

※ 比较复杂的电路：按功能划分单元，分别叙述各个单元电路的设计内容，给出该单元电

路图，简述工作原理，列出参数计算。

※ 完整性4 分，电路图、电路原理、参数计算：分别得分1，1，2 分。

※ 规范程度2 分：元件符号要用新的国标。布局、布线要简洁明了，电路与电路之间的连

接要用箭头、符号表示清楚。

※ 公式应为工程计算公式，而不是理论公式。可以先给出理论公式，然后给出工程计算公

式，但依据必须是工程计算公式。

※ 软件设计：要给出程序流程图，设计思想、特色、创新要写上。

※ 具体给分，视软、硬件的比重而定。

[测试方法与测试结果]

※ 事先进行测试方法设计，包括所用仪器、系统连接、调试步骤、测试表格。

要保证有序、有目的进行测试，好的测试设计可以收到事半功倍的效果。

※

一定注明所测数是有效值，还是峰值、峰—峰值。

※

※ 测试方法必须正确（正确性占4 分）。

※

※ 必须记录原始数据，如果有必要，还应重复1 次至多次的测量。

※

※ 数据完整程度占4 分，项目齐不齐，数据点够不够，要事先考虑周到。

※

※ 测试仪器，注明仪器名称、型号，高档、高精度的、不常用的仪器，应注明档次、等级、

※

精度。给分1 分。

※

[讨论] 内容包括：结果分析，总的达标情况，产生误差的原因，改进、改善的措施，该作

※

品的优缺点自我评价，特点、特色、创新……。

※

※ 结果分析4 分

※

※ 特色、创新分，一般5～10 分。有的在报告的50 分中给出，有的在硬件的50 分中给出。

※

[卷面] 2～3 分。