2024年15省赛区大学生电子设计ti杯竞赛试题。
频率补偿电路（b题）
本科组】一、任务
设计并制作一个频率补偿电路，补偿“模拟某传感器特性的电路模块”（以下简称“模拟模块”）的高频特性。电路结构如图1所示。
图1 电路结构。
二、要求。1. 基本要求。
1) 按图1所示组装“模拟模块”电路，其中正弦波电压信号发生器可使用普通函数信号发生器。在开关k接vs的条件下达到如下要求：
vs为200hz、峰峰值为10v时，“模拟模块”输出vb没有明显失真。
以200hz为基准，vb 的3db高频截止频率为4.5 khz ± 0.5 khz。
2) 设计并制作频率补偿电路，使之达到如下要求：
频率为200hz时的电压增益a(200hz)=|vo/vs|=1± 0.05。
以电压增益a(200hz)为基准，将a(f)=|vo/vs|的3db高频截止频率扩展到大于50khz。
以电压增益a(200hz)为基准，频率0~35khz范围内的电压增益a(f)的波动在±20%以内。
3) 在达到基本要求(2)的第①、②项指标后，将开关k切换到接地端，输出vo的噪声均方根电压vn≤30 mv。
2. 发挥部分。
1) 在达到基本要求(2)的第①项指标后，以电压增益a(200hz)为基准，将a(f)的3db高频截止频率扩展到100khz ± 5khz。
2) 以电压增益a(200hz)为基准，频率0~70khz范围内的电压增益a(f)的波动在±10%以内。
3) 在达到基本要求(2)的第①项和发挥部分(1)的指标后，将开关k切换到接地端，输出vo的噪声均方根电压vn ≤10 mv。
4) 其他。
三、说明 1. “模拟模块”中的运算放大器a要求使用ti公司产品opa2134。
2. 要求“模拟模块”输出vb 的3db高频截止频率为4.5 khz ± 0.5 khz。如果所测高频截止频率≥6 khz，则以后项目将不予评测。
3. 根据对高频响应特性的要求，频率补偿电路中插入适当的低通滤波电路可以有效降低输出vo的高频噪声。此外，还应注意输入电路的屏蔽。
4. 在图1所示开关k切换到接地端的条件下，在t端接入图2(a)所示的电路可简化系统频率特性的测试、调整过程。设定函数信号发生器输出vt为频率500hz、峰峰值5v的三角波电压，则输出vb的波形应近似为方波脉冲。
如果频率补偿电路的参数已调整适当，则输出vo的方波脉冲会接近理想形状。若高频截止频率为fh=50khz，则输出的方波脉冲上升时间应为tr ≈ 7μs；若fh=100khz，则tr ≈ 3.5μs；tr的定义如图2(b)所示。
应用fh·tr ≈ 0.35的原理，可将系统的频率响应特性调整到所要求的指标。注意：
ci到运放a反相输入端的引线应尽量短，以避免引入额外干扰。
ab)图2 辅助调试电路及波形定义。
4. 要求在vb端和vo端预设测试点（tp1、tp2），以便于测试时连接示波器探头。
四、评分标准。
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