设计一款3.3V或5V单电源供电的同相放大模块，将传感器低频模拟电压放大后送入MCU ADC。 推荐设计目标： VCC=3.3V，VIN=0~0.5V，增益2×/5×，VOUT=0~2.5V。 基本要求： 单通道或双通道运放，同相放大结构，3.3V或5V单电源供电。 通过电阻设置闭环增益，至少提供两种增益选择方式，例如2×和5×。 根据供电电压和输入范围，合理设计输出范围；如使用中点偏置，应说明偏置电压的作用。 输入端提供基础限流或ESD保护。 输出端预留MCU ADC接口。 预留VIN、VREF（如使用）、VOUT、VCC、GND测试点。 PCB区分输入区、放大区、输出接口区，反馈回路尽量短。 项目说明给出输入范围、输出范围和增益计算过程。 请注意：设计所用的主要器件需在DigiKey官网上有货且正常售卖，另PCB设计时元器件若非必要请勿选择插件电阻。勿一味追求速度而忽略设计的关键要点，敷衍设计将在审核时直接不通过。   本期鼓励优先采用成熟、可采购的成品功能模块、开发模块或高度集成器件完成复杂功能单元，不要求学生重复设计已有成熟模块内部的复杂电路。  对于同相放大、反相放大、简单有源滤波、偏置、缓冲等基础模拟电路，鼓励学生自行使用运放搭建；对于仪表放大器、PGA、D类功放、生物电前端、ADC等复杂功能，优先采用成熟模块或集成器件。 使用成品模块时，PCB仍需完成模块的供电、输入输出接口、外围滤波/保护、控制接口及测试点设计。 推荐器件和模块仅作参考，可选用功能相近的器件或成品模块。使用前应确认供电电压、输入输出范围、接口形式及模块实际功能。 每题给出推荐设计目标。参赛者可以根据实际器件和模块进行合理调整，但应在项目说明中说明调整原因，并保证输入、增益和输出范围相互匹配。 项目说明中应说明所使用主要器件或模块的基本参数，并说明这些参数如何影响电路设计。 电源去耦、接口保护等按照所选器件或模块的实际要求进行设计，不统一规定“每个电源脚必须100nF”。 作品应体现可制造性与可测试性：接口、极性、电源电压、增益档位和测试点清晰标注；模拟输入、放大区域、数字控制、功率输出和电源回流合理布局。

设计一款带增益的二阶有源低通滤波模块，抑制高频噪声，为后级ADC提供滤波。 推荐设计目标： VCC=3.3V或5V，截止频率1kHz/10kHz两档，Butterworth，通带增益1×。 基本要求： 使用Sallen-Key、MFB等常见二阶有源滤波结构。 至少实现两档截止频率，可使用跳线、拨码开关或模拟开关进行选择。 通带增益不低于1×。 单电源设计时，根据需要设置中点偏置。 合理选择电阻、电容精度和类型。 滤波元件靠近运放，反馈回路尽量短。 模拟输入走线尽量远离时钟、开关电源和高速数字信号。 预留输入、输出和电源测试点。 给出截止频率计算，并可使用SPICE等工具进行简单仿真。 **本题重点是让学生自己搭建基础有源滤波电路。**不要求使用专用滤波器成品模块。 请注意：设计所用的主要器件需在DigiKey官网上有货且正常售卖，另PCB设计时元器件若非必要请勿选择插件电阻。勿一味追求速度而忽略设计的关键要点，敷衍设计将在审核时直接不通过。   本期鼓励优先采用成熟、可采购的成品功能模块、开发模块或高度集成器件完成复杂功能单元，不要求学生重复设计已有成熟模块内部的复杂电路。  对于同相放大、反相放大、简单有源滤波、偏置、缓冲等基础模拟电路，鼓励学生自行使用运放搭建；对于仪表放大器、PGA、D类功放、生物电前端、ADC等复杂功能，优先采用成熟模块或集成器件。 使用成品模块时，PCB仍需完成模块的供电、输入输出接口、外围滤波/保护、控制接口及测试点设计。 推荐器件和模块仅作参考，可选用功能相近的器件或成品模块。使用前应确认供电电压、输入输出范围、接口形式及模块实际功能。 每题给出推荐设计目标。参赛者可以根据实际器件和模块进行合理调整，但应在项目说明中说明调整原因，并保证输入、增益和输出范围相互匹配。 项目说明中应说明所使用主要器件或模块的基本参数，并说明这些参数如何影响电路设计。 电源去耦、接口保护等按照所选器件或模块的实际要求进行设计，不统一规定“每个电源脚必须100nF”。 作品应体现可制造性与可测试性：接口、极性、电源电压、增益档位和测试点清晰标注；模拟输入、放大区域、数字控制、功率输出和电源回流合理布局。

设计一款桥式传感器信号放大模块，将毫伏级差分信号放大到适合ADC采样的范围，并尽可能抑制共模干扰。 推荐设计目标： 桥式满量程差分输出±10mV，VCC=3.3V，VREF=1.65V，输出约0.65~2.65V。 基本要求： 优先使用成熟的仪表放大器成品模块，也可以直接使用INA333、INA826等集成仪表放大器。 不要求学生自行搭建三运放仪表放大器。 根据所选仪表放大器或成品模块确定合适的增益。 增益建议提供两种选择方式。可以采用跳线选择外部增益电阻，也可以采用不同固定增益的成熟模块。对于固定增益成品模块，不要求强行实现电子切换。 输入端可增加限流、RC滤波和基础保护。 单电源工作时，根据需要提供VREF偏置。 差分输入走线尽量对称，并远离数字干扰源。 预留差分输入、VREF、输出、电源测试点。 项目说明给出传感器输出范围、放大倍数和输出范围。 请注意：设计所用的主要器件需在DigiKey官网上有货且正常售卖，另PCB设计时元器件若非必要请勿选择插件电阻。勿一味追求速度而忽略设计的关键要点，敷衍设计将在审核时直接不通过。   本期鼓励优先采用成熟、可采购的成品功能模块、开发模块或高度集成器件完成复杂功能单元，不要求学生重复设计已有成熟模块内部的复杂电路。  对于同相放大、反相放大、简单有源滤波、偏置、缓冲等基础模拟电路，鼓励学生自行使用运放搭建；对于仪表放大器、PGA、D类功放、生物电前端、ADC等复杂功能，优先采用成熟模块或集成器件。 使用成品模块时，PCB仍需完成模块的供电、输入输出接口、外围滤波/保护、控制接口及测试点设计。 推荐器件和模块仅作参考，可选用功能相近的器件或成品模块。使用前应确认供电电压、输入输出范围、接口形式及模块实际功能。 每题给出推荐设计目标。参赛者可以根据实际器件和模块进行合理调整，但应在项目说明中说明调整原因，并保证输入、增益和输出范围相互匹配。 项目说明中应说明所使用主要器件或模块的基本参数，并说明这些参数如何影响电路设计。 电源去耦、接口保护等按照所选器件或模块的实际要求进行设计，不统一规定“每个电源脚必须100nF”。 作品应体现可制造性与可测试性：接口、极性、电源电压、增益档位和测试点清晰标注；模拟输入、放大区域、数字控制、功率输出和电源回流合理布局。

设计一款驻极体麦克风前置放大模块，为语音采集或环境声音检测提供合适的模拟输出。 推荐设计目标： VCC=3.3V，目标增益约40dB，输出峰峰值约2V并偏置于中点。 基本要求： 支持驻极体麦克风输入，并提供基本偏置供电。 工作电压3.3V或5V。 优先使用成熟的麦克风前置/AGC成品模块，也可以使用MAX4466等专用器件自行搭建。 固定增益、可调增益或AGC三选一。 输入端提供隔直电容和基础RF抑制。 输出设置为适合单电源ADC采样的范围。 预留MIC、BIAS、VOUT、VCC、GND测试点。 输入高阻节点尽量远离数字时钟和开关电源。 项目说明给出目标信号幅度、增益、带宽以及防止输出削顶的基本方法。 请注意：设计所用的主要器件需在DigiKey官网上有货且正常售卖，另PCB设计时元器件若非必要请勿选择插件电阻。勿一味追求速度而忽略设计的关键要点，敷衍设计将在审核时直接不通过。   本期鼓励优先采用成熟、可采购的成品功能模块、开发模块或高度集成器件完成复杂功能单元，不要求学生重复设计已有成熟模块内部的复杂电路。  对于同相放大、反相放大、简单有源滤波、偏置、缓冲等基础模拟电路，鼓励学生自行使用运放搭建；对于仪表放大器、PGA、D类功放、生物电前端、ADC等复杂功能，优先采用成熟模块或集成器件。 使用成品模块时，PCB仍需完成模块的供电、输入输出接口、外围滤波/保护、控制接口及测试点设计。 推荐器件和模块仅作参考，可选用功能相近的器件或成品模块。使用前应确认供电电压、输入输出范围、接口形式及模块实际功能。 每题给出推荐设计目标。参赛者可以根据实际器件和模块进行合理调整，但应在项目说明中说明调整原因，并保证输入、增益和输出范围相互匹配。 项目说明中应说明所使用主要器件或模块的基本参数，并说明这些参数如何影响电路设计。 电源去耦、接口保护等按照所选器件或模块的实际要求进行设计，不统一规定“每个电源脚必须100nF”。 作品应体现可制造性与可测试性：接口、极性、电源电压、增益档位和测试点清晰标注；模拟输入、放大区域、数字控制、功率输出和电源回流合理布局。

设计一款跨阻放大模块，将光电二极管产生的微小电流转换为电压。 推荐设计目标： 光电流1µA~100µA，设置至少两档跨阻增益，例如100kΩ和10kΩ，输出约0.1~1V。 基本要求： 光电二极管作为输入，完成电流-电压转换。 优先使用成熟的光电检测/TIA模块，也可以使用OPA381、OPA380等专用器件自行搭建。 根据实际光电流范围选择合适的反馈电阻。 至少提供两种量程或跨阻增益选择方式。 可以使用跳线、拨码开关或更换反馈元件实现量程选择。 不要求学生进行复杂的高频补偿设计；如果增加反馈补偿电容，应说明其基本作用。 单电源工作时，根据需要设置参考电压。 光电二极管输入节点尽量短，并远离数字信号。 预留光电流输入、参考电压、输出、电源测试点。 项目说明给出光电流范围、跨阻增益和输出范围。 请注意：设计所用的主要器件需在DigiKey官网上有货且正常售卖，另PCB设计时元器件若非必要请勿选择插件电阻。勿一味追求速度而忽略设计的关键要点，敷衍设计将在审核时直接不通过。   本期鼓励优先采用成熟、可采购的成品功能模块、开发模块或高度集成器件完成复杂功能单元，不要求学生重复设计已有成熟模块内部的复杂电路。  对于同相放大、反相放大、简单有源滤波、偏置、缓冲等基础模拟电路，鼓励学生自行使用运放搭建；对于仪表放大器、PGA、D类功放、生物电前端、ADC等复杂功能，优先采用成熟模块或集成器件。 使用成品模块时，PCB仍需完成模块的供电、输入输出接口、外围滤波/保护、控制接口及测试点设计。 推荐器件和模块仅作参考，可选用功能相近的器件或成品模块。使用前应确认供电电压、输入输出范围、接口形式及模块实际功能。 每题给出推荐设计目标。参赛者可以根据实际器件和模块进行合理调整，但应在项目说明中说明调整原因，并保证输入、增益和输出范围相互匹配。 项目说明中应说明所使用主要器件或模块的基本参数，并说明这些参数如何影响电路设计。 电源去耦、接口保护等按照所选器件或模块的实际要求进行设计，不统一规定“每个电源脚必须100nF”。 作品应体现可制造性与可测试性：接口、极性、电源电压、增益档位和测试点清晰标注；模拟输入、放大区域、数字控制、功率输出和电源回流合理布局。

设计一款电流检测模块，将采样电阻两端的微小差分电压转换为适合MCU ADC的单端电压。 推荐设计目标： 量程±2A，RSHUNT=10mΩ，满量程压降±20mV，VCC=3.3V，VREF=1.65V，输出约0.65~2.65V。 基本要求： 使用分流电阻进行电流检测。 优先使用成熟的电流检测放大器模块，也可以使用INA181、INA190、INA240等集成电流检测芯片。 可以选择高侧或低侧检测，鼓励完成双向检测。 双向方案应明确零电流和正负电流对应的输出关系。 自选合理的电流量程，并根据量程选择采样电阻。 给出采样电阻的阻值、最大电流、压降和功耗。 差分采样线尽量采用Kelvin连接。 输出电压范围适配3.3V或5V ADC。 预留SHUNT+、SHUNT-、VREF、VOUT、GND测试点。 大电流路径与小信号采样路径分开布置。 请注意：设计所用的主要器件需在DigiKey官网上有货且正常售卖，另PCB设计时元器件若非必要请勿选择插件电阻。勿一味追求速度而忽略设计的关键要点，敷衍设计将在审核时直接不通过。   本期鼓励优先采用成熟、可采购的成品功能模块、开发模块或高度集成器件完成复杂功能单元，不要求学生重复设计已有成熟模块内部的复杂电路。  对于同相放大、反相放大、简单有源滤波、偏置、缓冲等基础模拟电路，鼓励学生自行使用运放搭建；对于仪表放大器、PGA、D类功放、生物电前端、ADC等复杂功能，优先采用成熟模块或集成器件。 使用成品模块时，PCB仍需完成模块的供电、输入输出接口、外围滤波/保护、控制接口及测试点设计。 推荐器件和模块仅作参考，可选用功能相近的器件或成品模块。使用前应确认供电电压、输入输出范围、接口形式及模块实际功能。 每题给出推荐设计目标。参赛者可以根据实际器件和模块进行合理调整，但应在项目说明中说明调整原因，并保证输入、增益和输出范围相互匹配。 项目说明中应说明所使用主要器件或模块的基本参数，并说明这些参数如何影响电路设计。 电源去耦、接口保护等按照所选器件或模块的实际要求进行设计，不统一规定“每个电源脚必须100nF”。 作品应体现可制造性与可测试性：接口、极性、电源电压、增益档位和测试点清晰标注；模拟输入、放大区域、数字控制、功率输出和电源回流合理布局。

设计一款由MCU控制增益的放大模块，使同一模拟输入适配不同幅度范围。 推荐设计目标： VCC=3.3V，VREF=1.65V，增益1×/2×/4×/8×，输出适合3.3V ADC。 基本要求： 优先采用成熟的PGA成品模块、开发模块或集成PGA器件。 至少实现4档增益。 数字控制可以采用SPI、I²C或GPIO等方式。 不要求学生自行设计PGA内部电路，也不要求使用昂贵的精密PGA。 如果采用GPIO控制，可使用拨码、跳线以外的数字控制方式，由MCU进行控制。 输入端提供基本限流、保护和可选RC滤波。 输出端可根据需要增加简单低通或缓冲。 数字控制区与模拟输入区合理分开。 预留输入、输出、VREF、电源和数字控制测试点。 项目说明给出各档增益及对应输入范围。 请注意：设计所用的主要器件需在DigiKey官网上有货且正常售卖，另PCB设计时元器件若非必要请勿选择插件电阻。勿一味追求速度而忽略设计的关键要点，敷衍设计将在审核时直接不通过。   本期鼓励优先采用成熟、可采购的成品功能模块、开发模块或高度集成器件完成复杂功能单元，不要求学生重复设计已有成熟模块内部的复杂电路。  对于同相放大、反相放大、简单有源滤波、偏置、缓冲等基础模拟电路，鼓励学生自行使用运放搭建；对于仪表放大器、PGA、D类功放、生物电前端、ADC等复杂功能，优先采用成熟模块或集成器件。 使用成品模块时，PCB仍需完成模块的供电、输入输出接口、外围滤波/保护、控制接口及测试点设计。 推荐器件和模块仅作参考，可选用功能相近的器件或成品模块。使用前应确认供电电压、输入输出范围、接口形式及模块实际功能。 每题给出推荐设计目标。参赛者可以根据实际器件和模块进行合理调整，但应在项目说明中说明调整原因，并保证输入、增益和输出范围相互匹配。 项目说明中应说明所使用主要器件或模块的基本参数，并说明这些参数如何影响电路设计。 电源去耦、接口保护等按照所选器件或模块的实际要求进行设计，不统一规定“每个电源脚必须100nF”。 作品应体现可制造性与可测试性：接口、极性、电源电压、增益档位和测试点清晰标注；模拟输入、放大区域、数字控制、功率输出和电源回流合理布局。

设计一款D类音频功放模块，二选一路线： 便携路线： 2.5~5.5V供电，单声道小功率。 中功率路线： 12V/24V供电，立体声。 两条路线独立评价，不比较绝对输出功率。 推荐设计目标：便携路线：5V/4Ω约2W或更高；中功率路线：12V/24V供电，根据所选模块能力确定合理输出功率。 基本要求： 优先使用成熟D类功放成品模块。 明确输入电压、扬声器阻抗、通道数和目标输出功率。 可以使用模拟音频输入或I2S数字音频输入。 具备静音、关断或使能控制时，可作为加分项或设计内容。 电源输入提供基本保护。 按所选模块说明进行输入滤波、电源去耦及必要的EMI处理。 BTL扬声器输出不得直接与系统地连接。 功率地、模拟地和大电流回流路径合理规划。 对于较大功率方案，应考虑模块散热和安装空间。 预留输入、电源、扬声器输出和控制接口测试点。 项目说明给出目标输出功率、负载和基本散热考虑。 请注意：设计所用的主要器件需在DigiKey官网上有货且正常售卖，另PCB设计时元器件若非必要请勿选择插件电阻。勿一味追求速度而忽略设计的关键要点，敷衍设计将在审核时直接不通过。   本期鼓励优先采用成熟、可采购的成品功能模块、开发模块或高度集成器件完成复杂功能单元，不要求学生重复设计已有成熟模块内部的复杂电路。  对于同相放大、反相放大、简单有源滤波、偏置、缓冲等基础模拟电路，鼓励学生自行使用运放搭建；对于仪表放大器、PGA、D类功放、生物电前端、ADC等复杂功能，优先采用成熟模块或集成器件。 使用成品模块时，PCB仍需完成模块的供电、输入输出接口、外围滤波/保护、控制接口及测试点设计。 推荐器件和模块仅作参考，可选用功能相近的器件或成品模块。使用前应确认供电电压、输入输出范围、接口形式及模块实际功能。 每题给出推荐设计目标。参赛者可以根据实际器件和模块进行合理调整，但应在项目说明中说明调整原因，并保证输入、增益和输出范围相互匹配。 项目说明中应说明所使用主要器件或模块的基本参数，并说明这些参数如何影响电路设计。 电源去耦、接口保护等按照所选器件或模块的实际要求进行设计，不统一规定“每个电源脚必须100nF”。 作品应体现可制造性与可测试性：接口、极性、电源电压、增益档位和测试点清晰标注；模拟输入、放大区域、数字控制、功率输出和电源回流合理布局。

设计一款教学型生物电位采集模拟前端，完成微弱差分信号的输入保护、放大、滤波和ADC接口。 安全声明：本任务仅限电池供电或经认证的隔离方案下的教学测试，不可作为医疗诊断设备。人体连接电极时，禁止同时连接USB、示波器、台式电源等任何非隔离设备。 推荐设计目标： 3V电池供电，总增益约100倍，带通约0.5~40Hz，输出适配MCU ADC。 基本要求： 至少提供一组差分电极输入和一路参考/驱动电极接口。 优先采用AD8232等成熟生物电前端模块。 不要求学生自行搭建完整的ECG模拟前端。 可以在成品模块后增加简单的运放滤波、缓冲或增益电路。 输入端提供基本限流和保护。 输出适配MCU ADC。 单电源工作时，根据需要提供VREF或中点偏置。 模拟输入、电源与数字接口合理分区。 预留输入、模块输出、后级输出、VREF、电源和ADC测试点。 项目说明给出信号链框图、各部分功能以及大致增益和滤波范围。 请注意：设计所用的主要器件需在DigiKey官网上有货且正常售卖，另PCB设计时元器件若非必要请勿选择插件电阻。勿一味追求速度而忽略设计的关键要点，敷衍设计将在审核时直接不通过。   本期鼓励优先采用成熟、可采购的成品功能模块、开发模块或高度集成器件完成复杂功能单元，不要求学生重复设计已有成熟模块内部的复杂电路。  对于同相放大、反相放大、简单有源滤波、偏置、缓冲等基础模拟电路，鼓励学生自行使用运放搭建；对于仪表放大器、PGA、D类功放、生物电前端、ADC等复杂功能，优先采用成熟模块或集成器件。 使用成品模块时，PCB仍需完成模块的供电、输入输出接口、外围滤波/保护、控制接口及测试点设计。 推荐器件和模块仅作参考，可选用功能相近的器件或成品模块。使用前应确认供电电压、输入输出范围、接口形式及模块实际功能。 每题给出推荐设计目标。参赛者可以根据实际器件和模块进行合理调整，但应在项目说明中说明调整原因，并保证输入、增益和输出范围相互匹配。 项目说明中应说明所使用主要器件或模块的基本参数，并说明这些参数如何影响电路设计。 电源去耦、接口保护等按照所选器件或模块的实际要求进行设计，不统一规定“每个电源脚必须100nF”。 作品应体现可制造性与可测试性：接口、极性、电源电压、增益档位和测试点清晰标注；模拟输入、放大区域、数字控制、功率输出和电源回流合理布局。

本题定位为挑战题/专家题，重点考察学生对完整模拟信号链的理解。 设计一款多量程模拟采集前端，实现不同输入幅度范围的测量，并输出至ADC。 推荐设计目标： 差分输入±20mV、±200mV、±2V三种量程，至少4档增益，输出适合16位ADC。 基本要求： 至少一路差分模拟输入，覆盖毫伏级至伏级至少三个量程。 允许使用成熟的仪表放大器模块、PGA模块、ADC模块等组成完整信号链。 不要求学生自行设计仪表放大器、PGA或ADC内部电路。 输入端提供基本限流、过压保护和RFI滤波。 至少实现4档增益或4种有效量程。 增益切换可以采用成熟PGA模块，也可以使用继电器、模拟开关、跳线等简单方式实现。 根据所选ADC或采集模块设置简单的低通滤波。 提供合适的参考电压和偏置。 模拟电源与数字电源合理分区。 预留输入、各级输出、VREF、电源和数字控制测试点。 项目说明给出： 信号链框图 各量程对应的增益 输入和输出范围 ADC量程利用情况 基本误差来源 基本测试计划 本题允许整个信号链采用多个成熟模块组合。 挑战点不是让学生“从零设计一个精密采集芯片外围”，而是要求学生解决：不同模块之间如何匹配，以及怎样把一个毫伏级输入可靠地变成ADC能够使用的信号。参赛者应根据实际模块的输入输出范围、电源要求和接口进行组合，不要求所有推荐器件全部使用。 请注意：设计所用的主要器件需在DigiKey官网上有货且正常售卖，另PCB设计时元器件若非必要请勿选择插件电阻。勿一味追求速度而忽略设计的关键要点，敷衍设计将在审核时直接不通过。   本期鼓励优先采用成熟、可采购的成品功能模块、开发模块或高度集成器件完成复杂功能单元，不要求学生重复设计已有成熟模块内部的复杂电路。  对于同相放大、反相放大、简单有源滤波、偏置、缓冲等基础模拟电路，鼓励学生自行使用运放搭建；对于仪表放大器、PGA、D类功放、生物电前端、ADC等复杂功能，优先采用成熟模块或集成器件。 使用成品模块时，PCB仍需完成模块的供电、输入输出接口、外围滤波/保护、控制接口及测试点设计。 推荐器件和模块仅作参考，可选用功能相近的器件或成品模块。使用前应确认供电电压、输入输出范围、接口形式及模块实际功能。 每题给出推荐设计目标。参赛者可以根据实际器件和模块进行合理调整，但应在项目说明中说明调整原因，并保证输入、增益和输出范围相互匹配。 项目说明中应说明所使用主要器件或模块的基本参数，并说明这些参数如何影响电路设计。 电源去耦、接口保护等按照所选器件或模块的实际要求进行设计，不统一规定“每个电源脚必须100nF”。 作品应体现可制造性与可测试性：接口、极性、电源电压、增益档位和测试点清晰标注；模拟输入、放大区域、数字控制、功率输出和电源回流合理布局。

若您针对电源模块主题有更好的创意，可自命题完成任务，难度不低于三星任务。 请注意：设计所用的主要器件需在DigiKey官网上有货且正常售卖，另PCB设计时元器件若非必要请勿选择插件电阻。勿一味追求速度而忽略设计的关键要点，敷衍设计将在审核时直接不通过。

完成阶段1后根据阶段2要求完成订单、打板、焊接、调试即可提交项目，审核通过可获得订单返还。