2014年全国大学生TI杯电子设计大赛频率补偿电路(第一版)

第一篇：2014年全国大学生TI杯电子设计大赛频率补偿电路(第一版)

2014年重庆市“TI”杯电子设计竞赛

频率补偿电路

竞赛选题： 频率补偿电路

学 校： 重庆大学城市科技学院 参赛队员： 郑涛 彭明闯 胡少怡 摘要

本设计由模拟传感器特性的电路模块、频率补偿电路模块构成。模拟模块中的运算放大器采用TI高精度，低噪声的OPA227，频率补偿电路模块采用TI高精度，低噪声的OPA2134来尽量降低输出Vo的高频噪声。频率补偿电路模块由高通滤波电路和低通滤波电路组成。高通滤波电路是通过分析“模拟模块”传递函数，通过对称性来设计的，使频带得到扩展，达到了题目的要求。低通滤波电路由TI的OPA2134的三阶滤波电路，主要滤除高频干扰，减少系统噪声。本系统工作稳定，测量结果表示各项指标都达到了题目规定的要求。

关键词：频率补偿

运算放大器

滤波电路

Abstract This design by

the circuit module.The

module, analog operational

sensor characteristic frequency amplifier TI

is

used

in compensation circuit thesimulation module of high precision, low noise, OPA227, frequency compensation circuit module using TI high precision, low noise OPA2134 to reduce the high-frequency noise output Vo.Frequency compensation circuit module is composed of high pass filter circuit and the low-pass filter circuit.The high pass filter circuitis through the analysis of “analog” transfer

function, design

by symmetry, the

frequency

band is expanded, reached the requirements of the subject.Low passfilter circuit is composed of three order filter circuit of the TI OPA2134, to remove the high frequency interference, reduce system noise.The system is reliable, the measurement result indicated the indicators have reached the requirements of the subject.目录

摘要..................................................................................................................................................2 引言..................................................................................................................................................5

1.1、主要任务..........................................................................................................................5 1.2、设计要求..........................................................................................................................5

1.2.1、基本要求...............................................................................................................5 1.2.2、发挥部分...............................................................................................................6

二、方案论证.................................................................................................................................7

2.1硬件方案对比.....................................................................................................................7

2.1.1 模拟模块运放的选择.............................................................................................7 2.1.2、低通滤波模块.......................................................................................................8

三、单元模块设计...........................................................................................................................8

3.1模拟模块：.........................................................................................................................8 3.2低通滤波模块.....................................................................................................................9 3.3频率补偿模块.....................................................................................................................9

引言

1.1、主要任务

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

1.2、设计要求 1.2.1、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：

①Vs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。

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。

(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。

1.2.2、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。

二、方案论证

系统总体框图如图2：

图2：系统框图

由“模拟模块”电路的电路图连接实际电路，测试其输出特性，满足要求后，由补偿后的放大器的倍数为1可得出变换到复频域后的传递函数为1。因此可以先列出模拟模块的传递函数，进而可以求出频率补偿模块的传递函数，便可以由传递函数设计频率补偿模块的电路结构。

2.1硬件方案对比

本设计分以下几个模块组成：模拟模块、低通滤波模块、频率补偿模块。现对模块的选用方案进行论证。

2.1.1 模拟模块运放的选择

方案一：OPA2134放大器

OPA2134的概况OPA2134是TI(BB)公司生产的FET输入型双运算放大器，等效输入噪声电压小，转换速率高，单位增益带宽大，共模抑制比大，失真度小，该运算放大器无论是电气性能的平衡、成本,还是音质都获得了很高的评价。方案二：OP07放大器

OP07属于精密运算放大器，从失调电压，电流，温漂，共模抑制比等参数都比较不错。但OP07的缺点是速度很慢，增益带宽积GBW比较小且压摆率SR比较小，这就意味着OP07比较适合放大变化比较慢的信号，而这方面OPA2134比OP07要好一些。

综上所述，选取便宜OPA2134更符合设计需要。

2.1.2、低通滤波模块

为了使通频带平缓，在到达截止频率时能够尽快地衰减；并有效地降低输出Vo的高频噪声。

方案一：采用同相输入低通滤波电路，其特点是使滤波器的过渡带变窄，衰减的斜率值加大。

方案二：采用反相输入低通滤波电路，其特点是截止频率等于特征频率，曲线斜率衰减斜率较小。

比较上述两种方案，知方案二电路较方案一电路结构简单，且方案二完全可以满足本电路设计的要求，所以选择方案二。

三、单元模块设计

本次设计主要由模拟模块和低通滤波模块和频率补偿模块这三个模块组成。

3.1模拟模块：

按照题目给出的电路和自己选择的运放连接电路，电路图如图7。

图3：模拟模块电路图

3.2低通滤波模块

此电路根据Ti公司的滤波器设计软件FilterPro设计，截止频率根据需要设置。电路原理如图4，次模块主要作用是稳定幅值，滤除高频干扰。

图4：滤波器电路

3.3频率补偿模块：

频率补偿模块电路主要是根据模拟模块的传递函数得出，如图5所示。

图5：频率补偿电路图

[1] 童诗白，华成英.模拟电子技术基础，高等教育出版社2006年5月

附录

第二篇：2010年全国大学生TI杯电子设计大赛论文报告格式

2010年全国大学生TI杯电子设计大赛论文报告格式模板

封面

摘要

正文正文

关键字:XXXXXX

Abstract

目录

一、前言

二、方案论证

三、单元模块设计

四、系统调试

五、系统功能、指标

六、设计总结

参考文献

[1] 陈武凡.小波分析及其在图像处理中的应用.科学出版社，2002.01.[2]

[3]

附录

第三篇：浙江省第四届大学生电子设计竞赛(TI杯)评测注意事项

浙江省第四届大学生电子设计竞赛（TI杯）评测注意事项

各参赛学校：

浙江省第四届大学生电子设计竞赛（TI杯）评测安排公布如下，请务必通知参加评测的学生一定要在规定时间内到达测评现场，具体要求见评测注意事项。并请竞赛负责人认真核对表格内的参赛学生姓名，若有错误请及时致电本届竞赛委员会秘书组。

评测注意事项：

1、参加评测的学生必须携带学生证（或身份证）和参赛证。

2、本次竞赛的一天评测时间分为3个时间段（8:00-11:30,12:30-17:00,18:00-20:30），各个时间段内排列评测顺序。参加评测的参赛队原则上根据排序依次进场测试，在排序靠前的参赛队未到场的情况下，后序队自动提前。若评测时间充裕，评测时间在8月13日的参赛队也可能提前到11、12日，请相关高校负责人保持通讯畅通。因此请各参赛队在规定时间段内根据本队评测排序尽早到达学生休息区（中国计量学院工程训练中心202、207及2楼南北楼通道），等候管理员的测试通知。早上7:25开始领取作品，每个时间段内排序为1的参赛队必须提前10分钟到达休息区。

3、参加评测的参赛队在得到测试通知后，到作品保管室领取作品，立即到达测试场地，并由测试管理员监督学生开箱，当场确认开箱时间。在此之前学生不得私自开箱及破坏密封条，否则取消评测资格。

4、每个参赛队开始正式测试前，有30分钟的电路恢复和测试准备时间，对准备超时的参赛队，测试专家有权取消其测试资格；参赛队制作实物由工作人员监督开封后，允许学生更换普通芯片和元件，但可编程类型器件无论是否损坏一律不准更换，否则赛区测试专家有权当场取消其测试资格。测试准备期间允许重新焊接虚焊点。

5、当参赛队测试准备提前完成时，测试专家应征得参赛队学生同意后方可开始测试，并明确告诉学生开始时间。每队的正常测试、问答总时间一般为30分钟，原则上不低于20分钟，以尊重学生的劳动，给予其充分展示成果、与专家交流的机会。

6、无论测试情况是否正常，每队测试的总时间不得超过40分钟，对超时参赛队测试专家有权结束该队的测试，并依已记录的测试项目给分，以免影响测试工作的整体进度。

7、测试过程中，如参赛队制作实物出现意外故障，限其在5分钟内调整恢复，超时参赛队应结束测试，并依已记录的测试项目给分。

8、评测完毕，学生签字确认开箱时间、测试开始时间及结束时间，作品由测试管理员监督再次封装，封装后由学生立即将作品送回作品保管室保存。不送还作品者，视作自动放弃复测资格。

浙江省大学生科技竞赛委员会二〇一二年八月十日

第四篇：2014年TI杯大学生电子设计竞赛使用仪器及器件-1

2014年TI杯大学生电子设计竞赛使用仪器及器件、设备

1.常规仪器：

a)3A/30V双路稳压电源（可并联）；

b)60MHz示波器；

c)三位半数字万用表；

d)低频（10MHz）信号源；

e)低频交流毫伏表。

2.AY-LDC1000评估板（赛题中必用，TI按照报名数量30%配发）。3.AY-TPA3112D1评估板（赛题中可用，TI按照报名数量25%配发）。4.漆包线：电流2A及以下。

5.台式全向麦克风，灵敏度大于-45dBV/P，插头直径为3.5mm，输出阻抗为1k ~ 2.2k。

6.组合纸盆方式电动式喇叭，额定功率5W，额定阻抗8。7.用于计算机的USB喇叭（功率不超过1W）。

8.1W白光LED发光管。

9.LCD图形点阵显示器。

10.大功率三极管或MOS管（6A）。

11.四旋翼飞行器：尺寸不限，姿态及飞控采用TI公司控制器。12.安全网（四旋翼飞行器用）。

第五篇：历年全国大学生电子设计大赛题目

第一届（1994年）

第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛 A.简易数控直流电源 B.多路数据采集系统 第二届（1995年）

第二届（1995年）全国大学生电子设计竞赛 A.实用低频功率放大器 B.实用信号源的设计和制作 C.简易无线电遥控系统

D.简易电阻、电容和电感测试仪 第三届（1997年）

第三届（1997年）全国大学生电子设计竞赛 A.直流稳定电源 B.简易数字频率计 C.水温控制系统 D.调幅广播收音机 第四届（1999年）

第四届（1999年）全国大学生电子设计竞赛 A.测量放大器

B.数字式工频有效值多用表 C.频率特性测试仪 D.短波调频接收机

E.数字化语音存储与回放系统 第五届（2001年）

第五届（2001年）全国大学生电子设计竞赛 A.波形发生器

B.简易数字存储示波器 C.自动往返电动小汽车 D.高效率音频功率放大器 E.数据采集与传输系统 F.调频收音机 第六届（2003年）

第六届（2003年）全国大学生电子设计竞赛 A.电压控制LC振荡器 B.宽带放大器

C.低频数字式相位测量仪 D.简易逻辑分析仪 E.简易智能电动车

F.液体点滴速度监控装置 第七届（2005年）

第七届（2005年）全国大学生电子设计竞赛 A.正弦信号发生器 B.集成运放测试仪 C.简易频谱分析仪 D.单工无线呼叫系统 E.悬挂运动控制系统 F.数控恒流源

G.三相正弦波变频电源 第八届（2007年）

第八届（2007年）全国大学生电子设计竞赛 A.音频信号分析仪 B.无线识别 C.数字示波器 D.程控滤波器 E.开关稳压电源 F.电动车跷跷板

G.积分式直流数字电压表 H.信号发生器 I.可控放大器 J.电动车跷跷板 第九届（2009年）

第九届（2009年）全国大学生电子设计竞赛 A.光伏并网发电模拟装置 B.声音导引系统 C.宽带直流放大器

D.无线环境监测模拟装置 E.电能收集充电器

F.数字幅频均衡功率放大器 G.低频功率放大器 H.LED点阵书写显示屏 I.模拟路灯控制系统 第十届（2011年）A.开关电源模块并联供电系统 B.基于自由摆的平板控制系统 C.智能小车

D.LC 谐振放大器

E.简易数字信号传输性能分析仪 F.帆板控制系统

G.简易自动电阻测试仪

H.波形采集、存储与回放系统 第十一届（2013年）

A.单相AC-DC变换电路 B.四旋翼自主飞行器

C.简易旋转倒立摆及控制装置 D.射频宽带放大器 E.简易频率特性测试仪 F.红外光通信装置 G.手写绘图板

J.电磁控制运动装置 K.简易照明线路探测仪

L.直流稳压电源及漏电保护装置