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2020年TI杯大学生电子设计竞赛 放大器非线性失真研究装置(E题)

竞赛动态  2020-10-09 21:40

2020年TI杯大学生电子设计竞赛 放大器非线性失真研究装置(E题)

1.任务

设计并制作一个放大器非线性失真研究装置,其组成如图1所示,图中的K1和K21×2切换开关,晶体管放大器只允许有一个输入端口和一个输出端口。


1 放大器非线性失真研究装置组成框图


2.要求

K1和K2均投到各自的“1”端子,外接信号源输出频率1kHz、峰峰值20mV的正弦波作为晶体管放大器输入电压u1,要求输出无明显失真及四种失真波形u0,且u0的峰峰值不低于2V。外接示波器测量晶体管放大器输出电压u0波形。


1)放大器能够输出无明显失真的正弦电压u010分)

2)放大器能够输出有顶部失真的电压u015分)

3)放大器能够输出有底部失真的电压u0 15分)

4)放大器能够输出有双向失真的电压u0 15分)

5)放大器能够输出有交越失真的电压u0 15分)

6)分别测量并显示上述五种输出电压u0总谐波失真近似值 20分)

7)其他(10分)

8)设计报告  20分)


 

主要内容

满分

方案论证

比较与选择,方案描述。

3

理论分析与计算

系统相关参数设计

5

电路与程序设计

系统组成,原理框图与各部分电路图,系统软件与流程图。

5

测试方案与测试结果

测试结果完整性,测试结果分析。

5

设计报告结构及规范性

摘要,正文结构规范,图表的完整与准确性。

2

总分

20


3.说明

1)限用晶体管、阻容元件、模拟开关等元器件设计并实现图1中的受控晶体管放大器,其输出的各种失真或无明显失真的信号必须出自该晶体管放大电路,禁用预存失真波形数据进行D/A转换等方式输出各种失真信号。

2)在设计报告中,应结合电路设计方案阐述出现各种失真的原因。

3)无明显失真及四种具有非线性失真电压u0的示意波形如图2所示:


 

无明显失真及四种具有非线性失真的u0示意波形




4)总谐波失真定义:

线性放大器输入为正弦信号时,其非线性失真表现为输出信号中出现谐波分量,常用总谐波失真(THDtotal harmonic distortion)衡量线性放大器的非线性失真程度。

THD定义:若线性放大器输入电压

其含有非线性失真的输出交流电压为

则有:


在完成设计要求的第(6)项时,谐波取到五次即可,即




5)对THD自动测量期间,不得有任何人工干预。

6)K1和K2“2”端子用于作品测试。

 


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