2012全国大学生电子设计竞赛-频率补偿电路

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频率补偿电路（ B 题）
7 B1 E: _4 X1 x) f' Z) G1 |' n二、要求
$ C1 @* A- s6 ?4 N8 p6 @9 L/ Q1. 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
0 r; R9 s. Y9 v  Z3 V数信号发生器。在开关K 接Vs 的条件下达到如下要求：
0 j3 B+ ]9 k6 {① Vs为200Hz、峰峰值为10V 时，“模拟模块”输出Vb 没有明显失真。
② 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：
1 Q* \4 ~0 A+ y8 {$ [2 s6 T$ A① 频率为200Hz 时的电压增益A(200Hz)=|Vo/Vs|=1 ± 0.05。
② 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。
B-2
③ 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。
/ b2 G6 J% v5 b(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
! v1 C" g) Y1 ?噪声均方根电压Vn≤30 mV。
8 d/ U. z2 H/ `3 p2. 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。
* i, }' `+ ]1 @) y. v3 P- e(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
0 C. d2 E7 r% V! t±10%以内。
2 s! f0 v/ H3 ?& o( K% P- ~(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，
: @0 e) N% w4 d3 G输出Vo 的噪声均方根电压Vn ≤10 mV。
(4) 其他。
9 |2 b1 _( g' E$ f, r" i( `8 y% B三、说明
0 ^0 ~3 o# A2 G, F/ h/ E, K+ p1. “模拟模块”中的运算放大器A 要求使用TI 公司产品OPA2134。
& \* p" ]% K" y, N  Y. v2. 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
! B3 J. y+ ]7 E' N7 K& w- I! Z高频截止频率≥ 6 kHz，则以后项目将不予评测。
) b' N8 w! l8 a) @1 A. _2 A3. 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
0 |/ T8 r. C- z+ L0 T3 `' M+ m0 V% l降低输出Vo 的高频噪声。此外，还应注意输入电路的屏蔽。
0 Y2 z! C4 c, c5 R9 k2 x" w0 w' S4. 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
" Y3 \3 |$ h4 c8 H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。
$ k; q* T3 W1 }1 h8 J9 B" `* q2 u: R" `
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刘强633

学习一下。