2014年TI杯模拟电子系统：高速差分探头设计与测试

本次2014年TI杯模拟电子系统设计邀请赛的B题挑战是设计并制作一个简易高速差分探头，用于电子设计竞赛。参赛者需要完成以下关键任务： 1. 差模信号源设计 (20分) - 任务是构建一个能够将单端信号Vin转换成差模信号VA和VB的信号源，要求输入阻抗为50Ω，输出对称且无明显失真，放大倍数为2，即（VA-VB）/Vin=2，并能手动调节VA和VB的直流分量在±2V范围内。 2. 差分探头设计 (20分) - 设计一个输入电压范围为±4V的简易差分探头，满足输入阻抗大于或等于150kΩ，输出阻抗为50Ω，提供1倍或10倍的增益选择。 3. 系统连接与性能测试 (40分) - 连接差模信号源和差分探头，进行多工况下的性能测试： - 增益设置为10倍时，确保Vin到VE的带内起伏不超过1dB，带宽扩展至最大； - 当Vin接地时，VE输出幅度控制在10mV以内，直流偏置不超过50mV； - 随VA、VB直流分量调节，VE输出无明显失真； - 增益为1倍时，处理不同频率和幅度的方波信号，输出VE仍需保持不失真。 4. 共模抑制比测量 (15分) - 在特定频段内（DC～1MHz和1MHz～20MHz），测量并确保差分探头在10倍增益下的共模抑制比分别达到40dB和32dB。 5. 创新与设计报告 (10分) - 提供一个全面的设计报告，包括设计理念、技术实现、测试方法和结果分析等，体现参赛者的创新思维和技术能力。 整个比赛旨在考察参赛者的电子设计基础、信号处理技能以及实际操作能力，通过解决实际问题来提升理论知识的应用水平。参与者需要扎实的电子原理知识，良好的电路设计技巧，以及严谨的实验调试能力。