2009年全国大学生电子设计大赛：宽带直流放大器技术要求

"赛题要求-宽带直流放大器" 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构建一个宽带直流放大器，该放大器应具备一系列特定的技术指标和性能要求。以下是这些要求的详细说明： **基本要求** 1. **电压增益**：放大器的电压增益AV应至少为40dB，这意味着输出电压是输入电压的100倍。增益可以在0到40dB的范围内手动连续调节。 2. **最大输出电压**：最大输出正弦波的有效值Vo需达到2V，并确保输出信号波形没有显著失真。 3. **3dB通频带**：放大器的3dB带宽应从0Hz延伸到5MHz。在0到4MHz的范围内，增益起伏不应超过1dB。 4. **输入电阻和负载电阻**：输入电阻应不小于50Ω，而负载电阻应在50Ω±2Ω的范围内。 5. **直流稳压电源**：设计并制造一个满足放大器需求的直流稳压电源。 **发挥部分** 1. **增强电压增益**：最大电压增益AV要求提高到60dB，此时输入电压有效值Vi降低至10mV。 2. **输出噪声**：在AV=60dB时，输出端的噪声电压峰-峰值VONPP需小于或等于0.3V。 3. **更宽的3dB通频带**：通频带扩展到0到10MHz，在0到9MHz内，增益起伏同样限制在1dB以内。 4. **最大输出电压提升**：最大输出正弦波有效值Vo应增加到10V，保持无明显失真。 5. **降低输入电压**：继续优化以减少输入电压并提高电压增益。 6. **增益和带宽预置**：电压增益AV可以预置并显示，范围从0到60dB，步距为5dB，也可连续调节。放大器的带宽至少设定为5MHz和10MHz两个点，并能预置和显示。 7. **降低成本和提高效率**：优化设计以降低放大器的制作成本，并提高电源效率。 8. **其他改进**：鼓励参赛者探索其他可能改善放大器性能的方法。 在设计这种宽带直流放大器时，学生需要了解并应用关键概念，如： - **直流放大器**：处理非周期性、变化缓慢的电信号，如来自传感器的直流信号。 - **电压增益**：用以衡量放大器的放大能力，计算公式为AV=20LOG（Vo/Vi），其中40dB表示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工作的频率范围，包括上限截止频率和下限截止频率，当频率超出此范围，放大效果将显著减弱。 评分标准和试题分析将涉及实际实现中的具体技术细节、性能测试和创新程度，以评估参赛作品的质量和实用性。学生在准备时，需要掌握模拟电路理论、放大器设计原则、噪声控制技术以及电源设计知识，同时考虑成本效益和效率优化。