如何通过设计一个包含1×2切换开关的晶体管放大器，产生和测试不同的非线性失真波形，并用正弦波作为输入信号进行测量？

在设计包含1×2切换开关的晶体管放大器以产生非线性失真波形时，首先需要了解放大器非线性失真的类型及产生机理。根据《2020年TI杯大学生电子设计竞赛：放大器非线性失真研究》，设计者需要搭建一个能够模拟各种失真现象（无明显失真、顶部失真、底部失真、双向失真、交越失真）的电路，并利用外部示波器测量输出电压，计算总谐波失真（THD）。

参考资源链接：[2020年TI杯大学生电子设计竞赛：放大器非线性失真研究](https://wenku.csdn.net/doc/6412b4d8be7fbd1778d41077?spm=1055.2569.3001.10343)

设计过程可以从选择合适的晶体管开始，考虑其放大倍数、频率响应和线性范围。接下来，设计者应构建基本的放大器电路，可能包括偏置电路、输入和输出耦合电容以及反馈网络。在这个基础上，加入1×2切换开关，以实现对不同失真类型的选择。

例如，为了产生顶部失真，可以设计电路让晶体管工作在接近饱和状态，而产生底部失真则需要晶体管工作在截止边缘。双向失真可以在晶体管的线性放大区和非线性区之间切换实现，交越失真的产生则需要在输入信号的正负半周间产生不均匀的放大，这可以通过不对称的偏置电路来实现。

在测试时，使用正弦波发生器产生稳定的正弦波信号作为输入，并通过示波器观察输出波形的变化。可以采用频谱分析仪来测量THD，以量化失真的程度。

最后，设计者需要编写详细的设计报告，包括电路设计原理、各个元器件的作用、如何产生特定失真的解释、电路图、测试结果及其分析，以及对不同失真产生原因的深入探讨。

综合以上，本项目不仅考验参赛者的电路设计和搭建能力，还要求他们具备对放大器非线性失真现象深入理解的能力。通过这个研究装置的设计和搭建，参赛者可以加深对电子电路工作原理和失真分析的认识。欲了解更多详情和深入知识，推荐阅读《2020年TI杯大学生电子设计竞赛：放大器非线性失真研究》，这是一份针对这一领域竞赛主题的详细资料，它不仅包含了电路设计的具体指导，还涵盖了丰富的理论知识和实践案例，非常适合用于电子设计竞赛准备和深入学习。

参考资源链接：[2020年TI杯大学生电子设计竞赛：放大器非线性失真研究](https://wenku.csdn.net/doc/6412b4d8be7fbd1778d41077?spm=1055.2569.3001.10343)