2009年全国大学生电子设计竞赛：宽带直流放大器挑战

"2009年全国大学生电子设计竞赛试题——本科组的宽带直流放大器（C题）" 全国大学生电子设计竞赛是一项旨在促进电子信息类专业和课程建设，培养大学生创新设计能力、综合设计能力和团队协作精神的比赛。该竞赛于2009年9月2日8:00开始，至9月5日20:00结束，期间参赛队伍需按照要求设计并制作一个宽带直流放大器以及配套的直流稳压电源。 宽带直流放大器的基本要求如下： 1. 电压增益：放大器的电压增益AV应至少达到40dB，且可以手动连续调节在0~40dB的范围内，输入电压有效值Vi限制在20mV以内。 2. 最大输出电压：放大器需能输出正弦波有效值Vo至少2V，同时保证输出信号的波形不失真。 3. 通频带：3dB通频带需涵盖0~5MHz，在0~4MHz的范围内，增益起伏不超过1dB。 4. 输入电阻：放大器的输入电阻应不低于50千欧，而负载电阻需保持在50±2千欧之间。 5. 直流稳压电源：设计并制作一个能满足上述放大器要求的直流稳压电源。 发挥部分的要求则更为严格，包括但不限于： 1. 更高电压增益：最大电压增益AV提升到60dB，输入电压有效值Vi降低至10mV。 2. 噪声电压：在AV=60dB时，输出端噪声电压的峰-峰值VONPP应小于或等于0.3V。 3. 扩展通频带：3dB通频带扩展至0~10MHz，且在0~9MHz范围内，增益起伏不超过1dB。 4. 最大输出电压：最大输出正弦波有效值Vo提升至10V，同样保持波形不失真。 5. 增益控制：电压增益可预置并显示，预置范围从0~60dB，步距为5dB，也可实现连续调节；带宽预置并显示，至少包括5MHz和10MHz两个点。 6. 成本和效率：降低放大器的制作成本，提高电源效率。 7. 其他改进：鼓励参赛队伍采取其他措施优化放大器的性能。 比赛规则强调，参赛队伍必须是全日制在校本科生，每队限3人，不得中途换人，并须在指定场地独立完成设计和制作，禁止任何形式的外部交流。此外，参赛者需提供身份证明，并在规定时间内提交设计报告、制作实物和登记表。 在设计宽带直流放大器时，参赛者需要考虑幅频特性，如图1所示，负载电阻应设有测试接口和标识，以确保符合要求的标准。这个竞赛不仅是对参赛者技术能力的检验，也是对他们创新思维和工程实践能力的挑战。