2010年TI杯全国大学生电子设计竞赛模拟电子系统专题邀请赛A题：宽带放大器

简介：
本题目要求参赛者设计并实现一款宽带放大器，旨在考察学生的模拟电路设计能力和实际动手操作技能。参赛队伍需在规定时间内完成方案设计、硬件搭建及性能测试等环节，通过该竞赛以提高电子设计水平和创新能力。 全国大学生电子设计竞赛2010年TI杯模拟电子系统专题邀请赛试题A题-宽带放大器 本题目涵盖了模拟电子系统的多个方面，包括但不限于：信号处理、低噪声放大技术、高速运算放大器的应用与优化、DC-DC电源转换的设计以及电路的频率响应特性等。 一、设计概述 在该竞赛中要求参赛者利用单个5V直流电源来构建一个宽带低噪音放大装置。此系统需能够为50Ω电阻负载提供有效的信号增强，并且在整个频带内保持稳定的电压增益和良好的噪声抑制性能。 二、宽频带放大器的设计考量 题目需要设计的宽带放大电路必须确保至少40dB（即100倍）的电压提升能力，同时还要尽量减少输出波形中的不规则波动。这要求参赛者在优化频率响应特性的同时兼顾到信号清晰度和稳定性。 三、高速运算放大器的应用 为了满足题目对于速度与精度的要求，竞赛中推荐使用OPA820ID作为初级级联的高增益组件，并通过THS3091D来实现最终级别的功率输出。正确选择这些关键元器件是成功完成任务的关键。 四、DC-DC转换器的角色 TPS61087DRC被指定为末尾放大环节供电单元，参赛者需要验证其在实际操作中的效率和稳定性表现是否达到预期标准。 五、电压增益与噪声抑制的平衡点探索 挑战在于如何同时实现高电压增益及低噪音水平。设计时必须找到两者之间的合理折中方案以满足题目要求。 六、频率响应的重要性 参赛者需要特别注意所开发放大器对不同频段信号处理的能力，确保其能够有效覆盖整个指定的工作范围而不会出现失真现象。 七、精确度与可靠性测试 最后阶段的任务是通过数字方式展示输出电压的有效值和峰值，并保证测量结果的准确性在5%以内。这不仅考验参赛者的硬件设计能力也对其软件编程水平提出了要求。