2009年全国大学生电子设计大赛：宽带直流放大器挑战

"2009年全国大学生电子设计大赛中涉及的宽带直流放大器技术" 在2009年全国大学生电子设计大赛的C题中，参赛者被要求设计和制作一个宽带直流放大器，该放大器需具备一系列特定的技术要求。首先，基本要求规定了电压增益AV至少为40dB，这意味着输入电压的有效值Vi不能超过20mV，同时允许放大器在0至40dB的范围内手动连续调节增益。为了保证信号质量，最大输出电压正弦波有效值Vo应不低于2V，并且输出信号波形应无明显失真。此外，3dB通频带需覆盖0至5MHz，且在0至4MHz范围内，增益起伏不能超过1dB。放大器的输入电阻应不小于50Ω，负载电阻要求在50±2Ω之间。设计者还需提供满足放大器需求的直流稳压电源。 在发挥部分，参赛者被鼓励提升放大器的性能，包括将最大电压增益提升至60dB，输入电压有效值Vi降至10mV，同时在最大增益下，输出端噪声电压的峰-峰值VONPP不超过0.3V。扩大通频带到0至10MHz，确保在0至9MHz的范围内增益起伏不超过1dB。最大输出电压正弦波有效值Vo提升至10V，保持输出信号波形的无失真特性。此外，还提出提高电压增益的可调性，预置范围从0到60dB，步距5dB，以及显示放大器的带宽选择（至少5MHz和10MHz）。降低成本，提高电源效率，以及其他可能的性能改进措施也是考核内容。 评分标准和试题分析中提到了直流放大器的关键作用，即在自动控制和测量系统中，将非电量参数转换为电信号进行放大。电压增益AV的计算方式是20LOG（Vo/Vi），40dB的增益意味着输出电压是输入电压的100倍。通频带定义了放大器能够有效放大的频率范围，下限截止频率fL是放大倍数下降至0.707倍时的频率点。 这个大赛不仅考验了参赛者的理论知识，如电压增益和通频带的概念，还检验了他们的实践技能，包括电路设计、信号处理和电源管理。通过这样的比赛，学生可以深入理解宽带直流放大器的设计原理，增强实际操作能力和创新思维。