本研究装置专注于探究和评估放大器在高功率操作下的非线性特性，通过模拟不同条件来分析失真产生的机理及其对信号质量的影响。
本段落档旨在设计并实现一个名为“放大器非线性失真研究装置”的项目，用于深入探讨与分析电路中的非线性失真现象。该设备主要由1K及2K切换开关、晶体管放大器、信号源以及示波器等组件构成。
任务目标涵盖以下方面：
（1）设计一个能够输出无明显失真的正弦电压的放大器。（10分）
（2）设计并构建可以产生“顶部失真”的电压输出的电路系统。（15分）
（3）创建能展示“底部失真”现象的电压信号输出装置。（15分）
（4）开发出能够体现“双向失真”的电压波形生成器。（15分）
（5）制作可以模拟并显示“交越失真”的电路板。（15分）
（6）对上述五种情况下的总谐波失真进行测量和记录，并报告其近似值。（20分）
（7）其他设计或改进措施，以提高研究装置的性能与实用性。（10分）
（8）完成一份详尽的设计报告，涵盖所有技术细节、分析结果及结论建议等信息。(20分)
在进行这项工作时，理论上的探讨和计算是至关重要的。非线性失真是指晶体管放大器输出信号中出现的额外频率成分，这可能对整个系统的稳定性和效率产生负面影响。总谐波失真（THD）作为评估此类问题的关键指标之一，其定义如下：
\[ THD = 100\% \times \frac{U_2 + U_3 + ... + U_n}{U_1} \]
其中\(U_1\)代表原始输入信号的幅度，而\(U_2, U_3,..., U_n\)则分别表示所有谐波成分的振幅。
项目实施阶段将包括电路设计、软件编程和测试方案制定等环节。具体而言，在硬件部分需要挑选适合的应用晶体管及相关的电容电阻元件；而在软件开发方面，则需编写能够自动化测量总谐波失真的程序代码；最后，还需精心规划各种实验以验证装置的功能性。
最终报告将汇总所有设计思路、理论依据、实际构建过程以及测试数据，并给出全面的分析与总结。此项目是一项涉及广泛知识领域和技术挑战的任务，它要求参与者不仅要有扎实的专业基础，还要具备创新思维和解决问题的能力。
5星
