電子技能訓(xùn)練(2)2014.2.25(基礎(chǔ)類)

1、電子技能訓(xùn)練（電子技能訓(xùn)練（2 2） 實(shí)驗(yàn)中心實(shí)驗(yàn)中心 張曉力張曉力 基礎(chǔ)（放大）類競(jìng)賽題分析基礎(chǔ)（放大）類競(jìng)賽題分析Tianjin University第一部分第一部分 概述概述第二部分第二部分 基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)第三部分第三部分 基本技能基本技能第四部分第四部分 設(shè)計(jì)舉例設(shè)計(jì)舉例Tianjin University第一部分第一部分 概概 述述Tianjin University 大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽題目涉及的知識(shí)面很廣，大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽題目涉及的知識(shí)面很廣，幾乎涵蓋了信息技術(shù)類各領(lǐng)域的內(nèi)容。其中基礎(chǔ)知識(shí)幾乎涵蓋了信息技術(shù)類各領(lǐng)域的內(nèi)容。其中基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的特點(diǎn)是極其和基本技能的特點(diǎn)是極其

2、重要重要，又非常容易被老師和，又非常容易被老師和同學(xué)們同學(xué)們忽略忽略。 Tianjin University1 1、是有以基礎(chǔ)知識(shí)為主要內(nèi)容的競(jìng)賽試題。像、是有以基礎(chǔ)知識(shí)為主要內(nèi)容的競(jìng)賽試題。像寬帶寬帶放大器、功率放大器放大器、功率放大器和從和從20112011年開始增加的年開始增加的綜合測(cè)綜合測(cè)評(píng)評(píng)都是以基礎(chǔ)知識(shí)為主；都是以基礎(chǔ)知識(shí)為主；2 2、是各類題目中均包含基礎(chǔ)知識(shí)的內(nèi)容；、是各類題目中均包含基礎(chǔ)知識(shí)的內(nèi)容；3 3、基本技能是參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的必備能力。、基本技能是參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的必備能力。 Tianjin University 容易被忽略是因?yàn)椋哼@些知識(shí)或技能太基礎(chǔ)了，容易被忽略是

3、因?yàn)椋哼@些知識(shí)或技能太基礎(chǔ)了，加之涉及的內(nèi)容寬泛、培訓(xùn)時(shí)間有限、訓(xùn)練過程枯燥加之涉及的內(nèi)容寬泛、培訓(xùn)時(shí)間有限、訓(xùn)練過程枯燥乏味等諸多因素使多數(shù)參賽學(xué)生們只能做到一知半解。乏味等諸多因素使多數(shù)參賽學(xué)生們只能做到一知半解。結(jié)果競(jìng)賽時(shí)，學(xué)生們思路窄、入門慢，設(shè)計(jì)不盡合理，結(jié)果競(jìng)賽時(shí)，學(xué)生們思路窄、入門慢，設(shè)計(jì)不盡合理，指標(biāo)上不去，或在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成的作品不穩(wěn)定、指標(biāo)上不去，或在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成的作品不穩(wěn)定、不完整，造成測(cè)試失敗，甚至全軍覆沒。不完整，造成測(cè)試失敗，甚至全軍覆沒。Tianjin University第二部分第二部分 基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí) Tianjin University基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)包含

4、以下幾方面的內(nèi)容：基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)包含以下幾方面的內(nèi)容：一、模擬與數(shù)字電路的基本知識(shí)一、模擬與數(shù)字電路的基本知識(shí)1.1.基本放大器基本放大器2.2.功率放大器功率放大器3.3.濾波器濾波器4.4.基本組合邏輯電路與時(shí)序邏輯電路基本組合邏輯電路與時(shí)序邏輯電路基礎(chǔ)知識(shí)的范疇基礎(chǔ)知識(shí)的范疇Tianjin University5. FPGA5. FPGA電路電路6. A/D,D/A6. A/D,D/A電路電路7. 7. 運(yùn)算放大器應(yīng)用電路運(yùn)算放大器應(yīng)用電路8. 8. 常用傳感器電路常用傳感器電路9. 9. 電源電路電源電路10. 10. 簡(jiǎn)單的信息處理知識(shí)與算法簡(jiǎn)單的信息處理知識(shí)與算法 基礎(chǔ)知識(shí)的范疇基礎(chǔ)知

5、識(shí)的范疇Tianjin University二、最小系統(tǒng)二、最小系統(tǒng)1.1.處理器（包含儲(chǔ)備一些基本的通用軟件模塊）處理器（包含儲(chǔ)備一些基本的通用軟件模塊）2.2.接口電路接口電路3.3.外設(shè)電路外設(shè)電路基本知識(shí)的范疇基本知識(shí)的范疇第三部分第三部分 基本技能基本技能一、電路設(shè)計(jì)基本技能一、電路設(shè)計(jì)基本技能1.1.印刷電路板設(shè)計(jì)印刷電路板設(shè)計(jì) 通常采用通常采用ProtelProtel繪圖軟件，需要了解元件器的繪圖軟件，需要了解元件器的規(guī)格、尺寸；對(duì)各電路模塊合理布局。規(guī)格、尺寸；對(duì)各電路模塊合理布局。2.2.元器件選擇元器件選擇 熟悉各種基本元器件和常用的集成電路芯片的熟悉各種基本元器件和常用的

6、集成電路芯片的特性。特性。3.3.仿真軟件仿真軟件 MultisimMultisim、ProteusProteus、Altium Altium DesignerDesigner?；炯寄芑炯寄?. 3. 焊接焊接 焊接和連線：可靠、規(guī)整、方便連接。焊接和連線：可靠、規(guī)整、方便連接。4. 4. 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 電路模塊化設(shè)計(jì)，利于調(diào)試與故障檢查；接口要方便電路模塊化設(shè)計(jì)，利于調(diào)試與故障檢查；接口要方便且留有足夠的測(cè)試點(diǎn)；應(yīng)將系統(tǒng)的各個(gè)電路模塊固定在一且留有足夠的測(cè)試點(diǎn)；應(yīng)將系統(tǒng)的各個(gè)電路模塊固定在一個(gè)框架（或平板）結(jié)構(gòu)上，增加電路的可靠性；注意試驗(yàn)個(gè)框架（或平板）結(jié)構(gòu)上，增加電路的可靠性；注意試驗(yàn)臺(tái)

7、的整潔，規(guī)范操作。臺(tái)的整潔，規(guī)范操作?；炯寄芑炯寄茈妱?dòng)車蹺蹺板電動(dòng)車蹺蹺板20072007年大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽全國(guó)一等獎(jiǎng)年大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽全國(guó)一等獎(jiǎng)基本技能基本技能單工無線呼叫系統(tǒng)單工無線呼叫系統(tǒng) 20052005年大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽全國(guó)二等獎(jiǎng)年大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽全國(guó)二等獎(jiǎng)基本技能基本技能二、基本儀器使用與電路調(diào)試二、基本儀器使用與電路調(diào)試1 1常用儀器：萬用表、穩(wěn)壓電源、信號(hào)發(fā)生器、常用儀器：萬用表、穩(wěn)壓電源、信號(hào)發(fā)生器、示波器（模擬、數(shù)字）、功率表、掃頻儀、邏輯分示波器（模擬、數(shù)字）、功率表、掃頻儀、邏輯分析儀等儀器的使用。析儀等儀器的使用。2 2調(diào)試調(diào)試基本技能基本技能系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制

8、作的過程：系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作的過程：1.1.方案設(shè)計(jì)；方案設(shè)計(jì)；2.2.電路模塊設(shè)計(jì)；電路模塊設(shè)計(jì)；3.3.元器件選擇與購(gòu)買；元器件選擇與購(gòu)買；4.PCB4.PCB版圖設(shè)計(jì)（元器件布局）；版圖設(shè)計(jì)（元器件布局）；5.5.元器件、電路板檢查；元器件、電路板檢查；6.6.焊接；焊接；7.7.分模塊調(diào)試，聯(lián)調(diào)。分模塊調(diào)試，聯(lián)調(diào)?；炯寄芑炯寄苋?、報(bào)告撰寫三、報(bào)告撰寫 按照要求，重點(diǎn)介紹方案比較、電路模按照要求，重點(diǎn)介紹方案比較、電路模塊設(shè)計(jì)塊設(shè)計(jì)( (Protel) )、器件選擇、理論推導(dǎo)、軟、器件選擇、理論推導(dǎo)、軟件流程圖（件流程圖（Microsoft Visio）、調(diào)試方法、）、調(diào)試方法、使用儀器

9、、測(cè)試結(jié)果（數(shù)據(jù)和波形）、結(jié)果使用儀器、測(cè)試結(jié)果（數(shù)據(jù)和波形）、結(jié)果分析、參考資料。一般電路圖和程序可作為分析、參考資料。一般電路圖和程序可作為附錄放在后面。附錄放在后面。 再有就是格式規(guī)范，內(nèi)容全面，詳略得再有就是格式規(guī)范，內(nèi)容全面，詳略得當(dāng)，圍繞要求下筆，常識(shí)性或無關(guān)緊要的內(nèi)當(dāng)，圍繞要求下筆，常識(shí)性或無關(guān)緊要的內(nèi)容盡量簡(jiǎn)述。容盡量簡(jiǎn)述?；炯寄芑炯寄躎ianjin University第四部分第四部分 設(shè)計(jì)舉例設(shè)計(jì)舉例Tianjin University一、任務(wù)一、任務(wù) 設(shè)計(jì)并制作一個(gè)寬帶放大器。設(shè)計(jì)并制作一個(gè)寬帶放大器。 二、要求二、要求 1 1、基本要求、基本要求 （1 1）輸入阻抗

10、）輸入阻抗1k1k；單端輸入，單端輸出；放大器負(fù)載電阻；單端輸入，單端輸出；放大器負(fù)載電阻600600。 （2 2）3dB3dB通頻帶通頻帶10kHz10kHz6MHz6MHz，在，在20kHz20kHz5MHz5MHz頻帶內(nèi)增益起伏頻帶內(nèi)增益起伏1dB1dB。 （3 3）最大增益）最大增益40dB40dB，增益調(diào)節(jié)范圍，增益調(diào)節(jié)范圍10dB10dB40dB40dB（增益值（增益值6 6級(jí)可調(diào)，步級(jí)可調(diào)，步進(jìn)間隔進(jìn)間隔6dB6dB，增益預(yù)置值與實(shí)測(cè)值誤差的絕對(duì)值，增益預(yù)置值與實(shí)測(cè)值誤差的絕對(duì)值2dB2dB），需顯示預(yù)置增），需顯示預(yù)置增益值。益值。 （4 4）最大輸出電壓有效值）最大輸出電壓有

11、效值3V3V，數(shù)字顯示輸出正弦電壓有效值。，數(shù)字顯示輸出正弦電壓有效值。 （5 5）自制放大器所需的穩(wěn)壓電源。）自制放大器所需的穩(wěn)壓電源。 寬帶放大器（寬帶放大器（20032003年）年）Tianjin University2 2、發(fā)揮部分、發(fā)揮部分 （1 1）最大輸出電壓有效值）最大輸出電壓有效值6V6V。 （2 2）最大增益）最大增益58dB (3dB58dB (3dB通頻帶通頻帶10kHz10kHz6MHz6MHz，在，在20kHz20kHz5MHz5MHz頻帶內(nèi)頻帶內(nèi)增益起伏增益起伏1dB)1dB)，增益調(diào)節(jié)范圍，增益調(diào)節(jié)范圍10dB10dB58dB58dB（增益值（增益值9 9級(jí)可調(diào)

12、，步進(jìn)間隔級(jí)可調(diào)，步進(jìn)間隔6dB6dB，增益預(yù)置值與實(shí)測(cè)值誤差的絕對(duì)值，增益預(yù)置值與實(shí)測(cè)值誤差的絕對(duì)值2dB2dB），需顯示預(yù)置增益值。），需顯示預(yù)置增益值。 （3 3）增加自動(dòng)增益控制（）增加自動(dòng)增益控制（AGCAGC）功能，）功能，AGCAGC范圍范圍20dB20dB，在，在AGCAGC穩(wěn)定范圍穩(wěn)定范圍內(nèi)輸出電壓有效值應(yīng)穩(wěn)定在內(nèi)輸出電壓有效值應(yīng)穩(wěn)定在 4.5VVo5.5V4.5VVo5.5V內(nèi)（詳見說明內(nèi)（詳見說明4 4）。）。 （4 4）輸出噪聲電壓峰）輸出噪聲電壓峰- -峰值峰值VoN 0.5VVoN 0.5V。 （5 5）進(jìn)一步擴(kuò)展通頻帶、提高增益、提高輸出電壓幅度、擴(kuò)大）進(jìn)一步擴(kuò)展

13、通頻帶、提高增益、提高輸出電壓幅度、擴(kuò)大AGCAGC范圍、范圍、減小增益調(diào)節(jié)步進(jìn)間隔。減小增益調(diào)節(jié)步進(jìn)間隔。 （6 6）其它。）其它。 寬帶放大器（寬帶放大器（20032003年）年）Tianjin University三、分析與設(shè)計(jì)三、分析與設(shè)計(jì) 首先分析題目的考核點(diǎn)。該題目的難點(diǎn)在于首先分析題目的考核點(diǎn)。該題目的難點(diǎn)在于同時(shí)要求寬帶、高增益且步進(jìn)可調(diào)（同時(shí)要求寬帶、高增益且步進(jìn)可調(diào)（20KHz20KHz5MHz5MHz頻段內(nèi)增益頻段內(nèi)增益60dB60dB，至少，至少9 9級(jí)可調(diào)）和高輸級(jí)可調(diào)）和高輸出電平（出電平（600600負(fù)載上的輸出電壓有效值達(dá)到負(fù)載上的輸出電壓有效值達(dá)到6V6V），

14、以及自動(dòng)增益控制（），以及自動(dòng)增益控制（AGCAGC）功能。關(guān)鍵是）功能。關(guān)鍵是增益與帶寬的關(guān)系、增益可調(diào)和較高的輸出電壓。增益與帶寬的關(guān)系、增益可調(diào)和較高的輸出電壓。 寬帶放大器（寬帶放大器（20032003年）年）Tianjin University 根據(jù)題目要求，系統(tǒng)應(yīng)采用處理器加模擬放大器的技術(shù)方案。由于處理器電路屬于最小系統(tǒng)，這里不再詳細(xì)介紹，而主要介紹模擬放大關(guān)鍵電路設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)。 1 1、方案設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì) 分立器件分立器件 集成運(yùn)算放大器集成運(yùn)算放大器 集成運(yùn)算放大器集成運(yùn)算放大器+ +分立器件分立器件 目前基本以采用后兩種方式為主。目前基本以采用后兩種方式為主。 寬帶放大器

15、（寬帶放大器（20032003年）年）Tianjin University2 2、帶寬和增益設(shè)計(jì)、帶寬和增益設(shè)計(jì) 選擇集成運(yùn)放的方案之后，首先挑選寬帶運(yùn)放，如選擇集成運(yùn)放的方案之后，首先挑選寬帶運(yùn)放，如AD603AD603、AD818AD818等，其帶寬在較高增益時(shí)，仍滿足要求。等，其帶寬在較高增益時(shí)，仍滿足要求。 實(shí)現(xiàn)增益高且可調(diào)（實(shí)現(xiàn)增益高且可調(diào)（AGCAGC功能）的要求，可以：功能）的要求，可以： （1 1）利用繼電器（模擬開關(guān)）改變反饋電阻。）利用繼電器（模擬開關(guān)）改變反饋電阻。（2 2）利用數(shù)字電位器改變反饋電阻。）利用數(shù)字電位器改變反饋電阻。（3 3）利用）利用DADA轉(zhuǎn)換器的電阻

16、網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合運(yùn)放實(shí)現(xiàn)增益可調(diào)。轉(zhuǎn)換器的電阻網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合運(yùn)放實(shí)現(xiàn)增益可調(diào)。3 3采用集成可變?cè)鲆孢\(yùn)算放大器芯片，如采用集成可變?cè)鲆孢\(yùn)算放大器芯片，如AD603AD603。4 4采用數(shù)字可變?cè)鲆娣糯笃鞑捎脭?shù)字可變?cè)鲆娣糯笃鳌?寬帶放大器（寬帶放大器（20032003年）年）Tianjin University 在在0303年的競(jìng)賽中，選擇最多的是年的競(jìng)賽中，選擇最多的是AD603AD603。AD603AD603有三種工作模式。有三種工作模式。模式一，模式一，90M90M寬帶，寬帶， 增益范圍：增益范圍：-10dB-+30dB-10dB-+30dB；模式二，模式二，30M30M寬帶，寬帶， 增益范圍：增

17、益范圍：0dB-+40dB0dB-+40dB；模式三，模式三，9MHz9MHz帶寬，增益范圍：帶寬，增益范圍：10dB-+50dB10dB-+50dB。 各種工作方式均可滿足各種工作方式均可滿足6MHz6MHz帶寬的要求，但帶寬的要求，但是單級(jí)放大器的增益不滿足是單級(jí)放大器的增益不滿足60dB60dB的指標(biāo)，需要的指標(biāo)，需要采用兩級(jí)采用兩級(jí)AD603AD603級(jí)聯(lián)的方式構(gòu)成高增益放大器。級(jí)聯(lián)的方式構(gòu)成高增益放大器。寬帶放大器（寬帶放大器（20032003年）年）Tianjin University 輸入阻抗設(shè)計(jì)：輸入阻抗設(shè)計(jì)： 由于由于AD603AD603的輸入阻抗為的輸入阻抗為100100，

18、如達(dá)到，如達(dá)到RiRi1K1K的要的要求，前面需要加緩沖級(jí)電路?？梢圆捎梅至⒌木w管射隨求，前面需要加緩沖級(jí)電路?？梢圆捎梅至⒌木w管射隨器，也可以采用寬帶、高速運(yùn)算放大器，如器，也可以采用寬帶、高速運(yùn)算放大器，如AD818AD818，OPA642OPA642等。等。 寬帶放大器（寬帶放大器（20032003年）年）Tianjin University輸出電路設(shè)計(jì)：輸出電路設(shè)計(jì)： AD603AD603的輸出電壓為有效值的輸出電壓為有效值2V2V左右。為了達(dá)到輸左右。為了達(dá)到輸出有效值出有效值6V6V的要求，在兩級(jí)的要求，在兩級(jí)AD603AD603之后，需要增加一之后，需要增加一級(jí)放大?？梢赃x擇

19、兩級(jí)晶體管構(gòu)成的對(duì)稱互補(bǔ)放大級(jí)放大?？梢赃x擇兩級(jí)晶體管構(gòu)成的對(duì)稱互補(bǔ)放大器，也可以選擇集成運(yùn)放，如器，也可以選擇集成運(yùn)放，如AD818AD818 。 輸入和輸出級(jí)電路設(shè)計(jì)，一般均參考成熟電路。輸入和輸出級(jí)電路設(shè)計(jì)，一般均參考成熟電路。 寬帶放大器（寬帶放大器（20032003年）年）寬帶放大器（寬帶放大器（20032003年）年）張 展，余 涵，張安安，電子世界，2004.3 增益調(diào)整實(shí)現(xiàn)：增益調(diào)整實(shí)現(xiàn)： 通過在通過在AD603AD603的控制電壓輸入管腳施加模擬控制信號(hào)的控制電壓輸入管腳施加模擬控制信號(hào)VGVG可實(shí)現(xiàn)其增益調(diào)整?？蓪?shí)現(xiàn)其增益調(diào)整。AD603AD603的的VGVG信號(hào)在信號(hào)在-

20、500mv-+500mv-500mv-+500mv范范圍內(nèi)變化時(shí)，可實(shí)現(xiàn)圍內(nèi)變化時(shí)，可實(shí)現(xiàn)40dB/V(40dB/V(即即25mv/dB)25mv/dB)線性增益控制，線性增益控制，增益增益G G（dBdB）=40VG+G0i(i=1,2,3)=40VG+G0i(i=1,2,3)。G0iG0i對(duì)應(yīng)三種工作模對(duì)應(yīng)三種工作模式。所以可利用處理器控制一只式。所以可利用處理器控制一只DACDAC輸出模擬電壓信號(hào)，輸出模擬電壓信號(hào)，實(shí)現(xiàn)精確的增益控制。實(shí)現(xiàn)精確的增益控制。 寬帶放大器（寬帶放大器（20032003年）年） AGCAGC功能實(shí)現(xiàn)功能實(shí)現(xiàn) 放大器的放大器的AGCAGC功能可通過將輸出電壓信號(hào)

21、取回并數(shù)字化，功能可通過將輸出電壓信號(hào)取回并數(shù)字化，由單片機(jī)按照要求的由單片機(jī)按照要求的AGCAGC傳輸特性曲線生成控制信號(hào)，經(jīng)傳輸特性曲線生成控制信號(hào)，經(jīng)DACDAC轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)VGVG，輸送給，輸送給AD603AD603的增益控制腳，實(shí)現(xiàn)的增益控制腳，實(shí)現(xiàn)AGCAGC功能。功能。 寬帶放大器（寬帶放大器（20032003年）年） 系統(tǒng)噪聲控制措施主要是在第一級(jí)放大器考慮，可系統(tǒng)噪聲控制措施主要是在第一級(jí)放大器考慮，可選擇低噪聲的寬帶運(yùn)放，如選擇低噪聲的寬帶運(yùn)放，如OPA642OPA642、AD818AD818。同時(shí)在作品。同時(shí)在作品制作過程中，采用同軸電纜傳輸信號(hào)、采用屏蔽

22、盒，數(shù)字制作過程中，采用同軸電纜傳輸信號(hào)、采用屏蔽盒，數(shù)字地和模擬地分離且嚴(yán)格一點(diǎn)接地，盡量采用引線短的元器地和模擬地分離且嚴(yán)格一點(diǎn)接地，盡量采用引線短的元器件，如貼片封裝等措施。件，如貼片封裝等措施。 寬帶放大器（寬帶放大器（20032003年）年） 這樣，放大器的主要部分設(shè)計(jì)完成。從該設(shè)計(jì)過這樣，放大器的主要部分設(shè)計(jì)完成。從該設(shè)計(jì)過程可以感受到，放大器的輸入與輸出電路，如采用分立程可以感受到，放大器的輸入與輸出電路，如采用分立器件設(shè)計(jì)，不但復(fù)雜，性能也一般。而若選擇適用的集器件設(shè)計(jì)，不但復(fù)雜，性能也一般。而若選擇適用的集成芯片，會(huì)收到事半功倍的效果。下面會(huì)看到，在成芯片，會(huì)收到事半功倍的效

23、果。下面會(huì)看到，在0909年年寬帶直流放大器設(shè)計(jì)過程中，這種情況更加明顯。寬帶直流放大器設(shè)計(jì)過程中，這種情況更加明顯。 寬帶放大器（寬帶放大器（20032003年）年）Tianjin University一、任務(wù)：一、任務(wù)： 設(shè)計(jì)并制作一個(gè)寬帶直流放大器及所用的直流穩(wěn)壓電源。設(shè)計(jì)并制作一個(gè)寬帶直流放大器及所用的直流穩(wěn)壓電源。二、要求二、要求（1 1）最大電壓增益）最大電壓增益AV60dBAV60dB，輸入電壓有效值，輸入電壓有效值Vi10 mVVi10 mV。（2 2）在）在AVAV60dB60dB時(shí)，輸出噪聲電壓的峰峰值時(shí)，輸出噪聲電壓的峰峰值VONPP0.3VVONPP0.3V。（3 3）

24、3dB3dB通頻帶通頻帶0 010MHz10MHz；在；在0 09MHz9MHz通帶內(nèi)增益起伏通帶內(nèi)增益起伏1dB1dB。（4 4）最大輸出電壓正弦波有效值）最大輸出電壓正弦波有效值Vo10VVo10V，輸出信號(hào)波形無明顯失真。，輸出信號(hào)波形無明顯失真。 （5 5）放大器的輸入電阻）放大器的輸入電阻5050 ，負(fù)載電阻（，負(fù)載電阻（50502 2） 。（6 6）電壓增益）電壓增益AVAV可預(yù)置并顯示，預(yù)置范圍為可預(yù)置并顯示，預(yù)置范圍為0 060dB60dB，步距為，步距為5dB5dB（也可以連續(xù)調(diào)（也可以連續(xù)調(diào)節(jié)）；放大器的帶寬可預(yù)置并顯示（至少節(jié)）；放大器的帶寬可預(yù)置并顯示（至少5MHz5M

25、Hz、 10MHz 10MHz 兩點(diǎn)）。兩點(diǎn)）。（7 7）其他（例如改善放大器性能的其它措施等）。）其他（例如改善放大器性能的其它措施等）。 寬帶直流放大器（寬帶直流放大器（20092009年）年）Tianjin University 該題明顯比該題明顯比0303年的寬帶放大器提高了要求，一是帶年的寬帶放大器提高了要求，一是帶寬提高到了寬提高到了0-10MHz0-10MHz，且是直流放大器。二是對(duì)輸出電，且是直流放大器。二是對(duì)輸出電壓幅度和帶負(fù)載能力提出新的要求。其中帶寬和增益壓幅度和帶負(fù)載能力提出新的要求。其中帶寬和增益可調(diào)的指標(biāo)可采用可調(diào)的指標(biāo)可采用0303年的方法，選擇寬帶增益可控運(yùn)年的

26、方法，選擇寬帶增益可控運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)。該題主要需要關(guān)注的是算放大器實(shí)現(xiàn)。該題主要需要關(guān)注的是在在5050負(fù)載條負(fù)載條件下，輸出電壓達(dá)到有效值件下，輸出電壓達(dá)到有效值10V10V（輸出功率達(dá)到了（輸出功率達(dá)到了2W2W ）、帶寬預(yù)置和直流調(diào)零。）、帶寬預(yù)置和直流調(diào)零。 寬帶直流放大器（寬帶直流放大器（20092009年）年）Tianjin University 根據(jù)題意，該系統(tǒng)應(yīng)包括可調(diào)增益放大、程控濾根據(jù)題意，該系統(tǒng)應(yīng)包括可調(diào)增益放大、程控濾波、功率放大和電源等幾部分。波、功率放大和電源等幾部分。 其中，增益可調(diào)放大功能可參考其中，增益可調(diào)放大功能可參考0303年寬帶放大器年寬帶放大器的思路，

27、采用的思路，采用AD603AD603、AD818AD818等增益可控集成運(yùn)放。等增益可控集成運(yùn)放。 由于該放大器的輸入阻抗要求由于該放大器的輸入阻抗要求5050，多種運(yùn)放，多種運(yùn)放可滿足要求，僅需要在輸入端做好可滿足要求，僅需要在輸入端做好阻抗匹配阻抗匹配即可。即可。 寬帶直流放大器（寬帶直流放大器（20092009年）年） 另外，該放大器輸出功率達(dá)到了另外，該放大器輸出功率達(dá)到了2W2W，峰值電流達(dá)到，峰值電流達(dá)到280mA280mA以上?？梢圆捎梅至⑵骷?gòu)成功率放大器，但是難以上?？梢圆捎梅至⑵骷?gòu)成功率放大器，但是難度較大。又因?yàn)樵S多單片集成芯片最大輸出電流在度較大。又因?yàn)樵S多單片集成芯

28、片最大輸出電流在200mA200mA左右，不能滿足要求。所以在左右，不能滿足要求。所以在0909年競(jìng)賽中，基本上是采用年競(jìng)賽中，基本上是采用集成電路芯片并聯(lián)擴(kuò)流的方式實(shí)現(xiàn)寬帶功率放大。集成電路芯片并聯(lián)擴(kuò)流的方式實(shí)現(xiàn)寬帶功率放大。 帶寬預(yù)置功能由繼電器切換低通濾波器實(shí)現(xiàn)。帶寬預(yù)置功能由繼電器切換低通濾波器實(shí)現(xiàn)。 寬帶直流放大器（寬帶直流放大器（20092009年）年） 從從20112011年開始，大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽增加了年開始，大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽增加了 “ “綜綜合測(cè)評(píng)合測(cè)評(píng)”環(huán)節(jié)，參加對(duì)象為賽區(qū)推薦報(bào)全國(guó)評(píng)獎(jiǎng)的優(yōu)秀環(huán)節(jié)，參加對(duì)象為賽區(qū)推薦報(bào)全國(guó)評(píng)獎(jiǎng)的優(yōu)秀參賽隊(duì)，并在各賽區(qū)以封閉方式進(jìn)行。測(cè)試題

29、目與評(píng)分參賽隊(duì)，并在各賽區(qū)以封閉方式進(jìn)行。測(cè)試題目與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)專家組負(fù)責(zé)統(tǒng)一制定，并委托各賽區(qū)在當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)由全國(guó)專家組負(fù)責(zé)統(tǒng)一制定，并委托各賽區(qū)在當(dāng)?shù)亟M織，賽區(qū)專家組完成相應(yīng)測(cè)試工作。全國(guó)專家組將排組織，賽區(qū)專家組完成相應(yīng)測(cè)試工作。全國(guó)專家組將排遣專家參加綜合測(cè)評(píng)。遣專家參加綜合測(cè)評(píng)。 “ “綜合測(cè)評(píng)綜合測(cè)評(píng)”采用設(shè)計(jì)制作方式，其成績(jī)按比例計(jì)采用設(shè)計(jì)制作方式，其成績(jī)按比例計(jì)入評(píng)審總分。入評(píng)審總分。 集成運(yùn)算放大器應(yīng)用（集成運(yùn)算放大器應(yīng)用（20112011年）綜合測(cè)評(píng)年）綜合測(cè)評(píng)Tianjin University使用一片通用四運(yùn)放芯片使用一片通用四運(yùn)放芯片LM324 LM324 組成圖組成圖

30、1 1所示電路框圖，實(shí)現(xiàn)下所示電路框圖，實(shí)現(xiàn)下述功能：使用低頻信號(hào)源產(chǎn)生的正弦波信號(hào)，述功能：使用低頻信號(hào)源產(chǎn)生的正弦波信號(hào)， 加至加法器的輸入端，加至加法器的輸入端，加法器的另一輸入端加入由自制振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)加法器的另一輸入端加入由自制振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)uo1uo1， uo1 uo1 如圖如圖所示，所示， T1=0.5msT1=0.5ms，允許，允許T1T1有有5%5%的誤差。的誤差。圖中要求加法器的輸出電壓圖中要求加法器的輸出電壓ui2=10ui1+uo1ui2=10ui1+uo1。ui2 ui2 經(jīng)選頻濾波器經(jīng)選頻濾波器濾除濾除uo1 uo1 頻率分量，選出頻率分量，選出f0 f0 信號(hào)

31、為信號(hào)為uo2uo2，uo2 uo2 為峰峰值等于為峰峰值等于9V 9V 的正的正弦信號(hào)，用示波器觀察無明顯失真。弦信號(hào)，用示波器觀察無明顯失真。uo2 uo2 信號(hào)再經(jīng)比較器后在信號(hào)再經(jīng)比較器后在1k 1k 負(fù)載上得到峰峰值為負(fù)載上得到峰峰值為2V 2V 的輸出電壓的輸出電壓uo3uo3。電源只能選用。電源只能選用+12V +12V 和和+5V +5V 兩種單電源，由穩(wěn)壓電源供給。不得使用額外電源和其它型號(hào)運(yùn)算放兩種單電源，由穩(wěn)壓電源供給。不得使用額外電源和其它型號(hào)運(yùn)算放大器。要求預(yù)留大器。要求預(yù)留ui1ui1、ui2ui2、uo1uo1、uo2 uo2 和和uo3 uo3 的測(cè)試端子。的測(cè)試端子。集成運(yùn)算放大器應(yīng)用（集成運(yùn)算放大器應(yīng)用（20112011年）綜合測(cè)評(píng)年）綜合測(cè)評(píng) 集成運(yùn)算放大器應(yīng)用集成運(yùn)算放大器應(yīng)用Tianjin University 集成運(yùn)算放大器應(yīng)用集成運(yùn)算放大器應(yīng)用該題目的考核點(diǎn)：該題目的考核點(diǎn)： 怎樣利用四只運(yùn)算放大器構(gòu)建框圖所示電路。怎樣利用四只運(yùn)算放大