宽带直流放大器——2009年全国大学生电子设计大赛(C题).ppt

宽带直流放大器
——2009年全国大学生电子设计大赛(C题)
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2009年全国大学生电子设计大赛
一、赛题要求

(1)电压增益AV≥40dB,输入电压有效值Vi≤20mV。AV可在0~40dB范围内手动连续调节。
(2)最大输出电压正弦波有效值Vo≥2V,输出信号波形无明显失真。
(3)3dB通频带0~5MHz;在0~4MHz通频带内增益起伏≤1dB。
(4)放大器的输入电阻≥50,负载电阻(50±2)。
(5)设计并制作满足放大器要求所用的直流稳压电源。

(1)最大电压增益AV≥60dB,输入电压有效值Vi≤10 mV。
(2)在AV=60dB时,输出端噪声电压的峰-峰值VONPP≤。
(3)3dB通频带0~10MHz;在0~9MHz通频带内增益起伏≤1dB。
(4)最大输出电压正弦波有效值Vo≥10V,输出信号波形无明显失真。
(5)进一步降低输入电压提高放大器的电压增益。
(6)电压增益AV可预置并显示,预置范围为0~60dB,步距为5dB(也可以连续调节);放大器的带宽可预置并显示(至少5MHz、 10MHz 两点)。
(7)降低放大器的制作成本,提高电源效率。
(8)其他(例如改善放大器性能的其它措施等)。
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二、评分标准
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三、试题分析及准备知识
1、直流放大器:在自动控制及自动测量系统中,需要把一些非电量(如温度、转速、压力)等参数通过传感器转变成电信号,这些微弱的电信号经放大后就可以推动测量、记录机构或控制执行机构,从而实现自动控制或自动测量。这些电信号大都是变化极为缓慢、且极性固定不变的非周期性信号(直流信号),它需要直流放大器放大。宽带直流放大器通频带必须从0开始。
2、电压增益: AV=20LOG(Vo/Vi)
电压增益AV≥40dB,不是指输出电压幅值除以输入电压幅值,而是指20×LOG(输出电压幅值/输入电压幅值),也就是输出输入电压的商的10为底的对数的20倍。40db表示输出电压与输入电压之比为100倍。
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三、试题分析及准备知识
3、通频带:用于衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。
下限截止频率fL:在信号频率下降到一定程度时,放大倍数的数值明显下降,。上限截止频率fH:信号频率上升到一定程度时,放大倍数的数值也将下降,。通频带fbw:fbw=fH-fL或者定义为:在信号传输系统中,系统输出信号从最大值衰减3dB的信号频率为截止频率,上下截止频率之间的频带称为通频带,用BW表示通频带越宽,表明放大电路对不同频率信号的适应能力越强。
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三、试题分析及准备知识
4、零点漂移:由于直流放大器直接耦合,其中有任何一点静态电位的变动,都有会经耦合放大后在输出中呈现出来,即使没有输入信号,由于温度的变化和电源电压不稳定的影响,输出端也会出现电压的缓慢变动,这种现象叫做零点漂移。直流放大器中,前级的零点漂移会被逐级放大,以致在最后一级的输出端产生很大的漂移电压,而这种漂移信号与直流放大器所放大的缓慢变化的信号又十分相似,所以当漂移严重时,就无法分辨清输出电压的变化性质,它究竟是由于输入信号的变化引起的,还是因零点漂移而造成的。
5、线性相位:一个单一频率的正弦信号通过一个系统,假设它通过这个系统的时间需要t,则这个信号的输出相位落后原来信号wt的相位。可以看出,一个正弦信号通过一个系统落后