基于multisim的二阶滤波器仿真设计实验报告
基于multisim的二阶滤波器仿真设计实验报
告
本报告主要就基于multisim的二阶滤波器的仿真设计进行介绍
和说明，目的是为了解决模拟信号中的信号干扰以及抑制或突出某些
频率分量的问题。
仿真设计是基于Multisim软件来实现的，Multisim是一款由National Instruments 公司开发的电子工程专业虚拟仿真软件，用于
模拟数字电子系统、模拟电子系统及系统仿真，主要有以下步骤：第一步，选择芯片，我们选择的芯片是OP-07，这款芯片是带有
两个引脚的运算放大器，并且可以构成有效带通滤波器场景；
第二步，接下来我们可以将这些芯片组合起来，来组成不同类型
的二阶滤波器；
第三步，最后通过计算来设计滤波器各个参数，比如滤波器阶跃
响应函数，模拟电路来进行计算，利用电路原理来实现参数的计算；
最后，在仿真的环节，我们可以通过Multisim来完成仿真，最
后输出仿真结果：仿真设计的滤波器响应以及滤波器的波形形状。
从以上实验可以得出的结论是，使用Multisim可以非常轻松的
设计模拟电路，设计二阶滤波器，并用它来仿真，了解滤波器的性能。
二阶带通滤波器的设计原理
实验二：Multisim仿真——带通滤波器的设计 一．实验目的 采用Multisim软件来设计带通滤波器电路，计算带通滤波器参数并对其仿真进行分析。 二．实验原理及计算： 2.1二阶有源滤波器数学模型如下： 采用节点法来计算其输出函数 ◆在节点1 有： U1?Ui Y1+U1?Uo Y4+U1?U2Y3+U1Y2=0① ◆在节点2 有： U2?U1Y3+U2?Uo Y5=0② 由虚短得到U2=0，代入②式得：U1=?Y5 Y3 Uo③ 将③代入①有： G s=Uo Ui = ?Y1Y3 Y5Y1+Y2+Y3+Y4+Y3Y4
又因为Y1=1R 1 ,Y2= 1R 1 ,Y1= 1R 2 ,Y3=sC3,Y4=sC4,Y5= 1R 5 得到： G s = ? s R 1C 4 S 2+R 5 sC 3+sC 4 s +sC 3sC 4R 5(R 1+R 2) 与二阶滤波器相应的标准表达式 11)(11 )(20 2 02++= +?+=O O O O O S Q S S Q A S Q S S Q A S A ωωωωωω 比较可得： Go =1 R 5 1+C 3 ω0= 1R 5C 3C 4(1R 1+1 R 2 ) Q = R 5(1 R 1 + 1R 2) C 4 + C 3 以上只有三个方程，却有5个未知数。可令C3=C4=C ，联立以上几个方程可得： R1=Q R2=Q 2Q 2?Go ω0C R5=2Q ω0C
2.2 在我们systemview试验一中有两个滤波器 现计算第一个滤波器的参数：中心频率为60khz，通频带为60khz。 由ω0=2π?60?e3，Q=1.2，Go=1,得： R1=3.18k?，R2=1.69k?，R5=6.37k?。 三．根据计算的参数在Multisim中搭建实验电路，完成仿真。 3.1 根据所计算的第一个带通滤波器的参数所得实验电路图如下： 采用一个交流电源作为输入，通过扫频仪观察响应的幅频特性。得到所设计的滤波器幅频特性图像：
二阶有源滤波器设计实验报告
二阶有源带通滤波器的研究 所属课程：模拟电子技术基础 班级： 姓名： 学号： 日期：
一、 实验目的 1、 熟悉由运放、电阻和电容组成的二阶有源带通滤波器及其特性，并运用理论知识计算满足一定设计要求所需的元件参数； 2、 学会测量二阶有源带通滤波器的幅频特性及找出其截止频率点； 3、 进一步学习和提高焊板技术，掌握软件multisim 仿真和硬件检测电路的基本方法。 二、 设计任务及要求 1、由二阶有源低通滤波器和二阶有源高通滤波器组成二阶有源带通滤波器 技术指标：单运放增益586.1==VF O A A Q=0.707 通带增益515.22 ≈=VF V A A 下限频率Hz f L 300= 上限频率kHz f H 4.3=，误差允许范围20% 2、设计二阶有源带通滤波器电路，计算电路元件参数，并进行仿真 3、焊好硬件电路，测量技术指标参数，测量滤波器的截止频率 三、 实验原理 电路原理图 该带通滤波器由二阶有源低通滤波器和二阶有源高通滤波器组成，前级为低通，后级为高通。
1、前级：二阶有源低通滤波器 传递函数： 2 2 2 )(c c c O s Q s A s A ωωω++ = 其中：VF c A Q RC -= = 31 1 ω 低通电路决定了本实验带通滤波器的上限频率H f ，要求kHz f c H 4.32== π ω，取C 1=C 2=1000pF 可求得：R 3=46.8k, 取47k, R 3=R 1||R 2, 取R 1=110k, 取R 2=82k （R 1、R 2为分压器，可使通带增益为0dB 。） 取Q=0.707，则A VF =1.586 取R 5=39k R 4=68k 2、后级：二阶有源高通滤波器 传递函数： 2 22 )(c c O s Q s s A s A ωω++ = 其中：VF c A Q RC -= = 3 ω
基于Multisim的多功能滤波器电路的仿真 毕业设计
基于Multisim的多功能滤波器电路的仿真毕业设计基于Multisim的模拟电路仿真 [摘要] 滤波电路是一种能使有用频率信号通过而同时抑制无用频率信号的电子装置，有 着很重要的作用，常用来进行信号处理、数据传送和抑制干扰等。本次设计仿真在模 拟电路的基础上对各种功能的滤波器以及多功能有源滤波电路的功能原理、设计参数、电 路的组建、模拟仿真进行研究分析，给出滤波器的低通、高通、带通、带阻参数仿真设计 方法，以此来进行滤波电路的设计。采用具有先进功能的仿真软件Multisim对各种功能 的滤波器电路进行仿真，为获得该类电路设计参数提供了EDA手段和实验依据。 [关键词] 滤波器电路 Multisim 模拟电路仿真 Analog circuit simulation based on Multisim [Abstract] The filter circuit is a way for the useful frequency signal through while at the same time suppress the unwanted frequency signals in electronic devices, It has a very important role, often used to signal processing, data transfer and interference suppression. The design and simulation filter and multifunction active filter circuit of the various functions of analog circuits based on functional principles, the design parameters of the circuit set up, simulation analysis, given the low-pass filter, high pass, band pass, band stop parameter simulation design method, in order to carry out the design of the filter circuit. Simulation software with advanced features of Multisim simulation, EDA tools and experimental basis for the class circuit design parameters of the filter circuit of the various functions.
二阶电路响应的仿真实验报告
二阶电路响应的仿真实验报告 一、实验目的 本次实验旨在通过仿真实验的方式，探究二阶电路响应的特性，并且了解其在不同频率下的响应情况。 二、实验原理 1. 二阶电路的基本概念 二阶电路是指带有两个存储元件（电容或电感）的电路，其具有更加复杂的响应特性。其中，常见的二阶电路包括二阶低通滤波器、二阶高通滤波器以及二阶带通滤波器等。 2. 二阶低通滤波器的特性 在二阶低通滤波器中，当输入信号频率很低时，输出信号基本上不会受到影响；而当输入信号频率逐渐升高时，输出信号将会逐渐减小。当输入信号频率等于截止频率时，输出信号将会下降3dB；而当输入信号频率继续升高时，输出信号将会更加明显地下降。
3. 仿真实验步骤 （1）构建一个RC电路，并且设置初始条件和参数值； （2）绘制RC电路的幅度-频率响应曲线； （3）绘制RC电路的相位-频率响应曲线； （4）分析幅度-频率响应曲线和相位-频率响应曲线的特点。 三、实验步骤 1. 构建RC电路 在Multisim软件中，选择“模拟”选项卡，然后选择“Passive”选 项卡，接着选择“R”和“C”元件，并且将它们连接起来。最终得到 的电路图如下所示： 2. 设置初始条件和参数值 在Multisim软件中，点击“仿真设置”按钮，在弹出的对话框中，将仿真类型设置为“AC Analysis”，并且设置频率范围为1Hz~10MHz。接着，设置电容C1的值为0.01μF，电阻R1的值为10kΩ。
3. 绘制RC电路的幅度-频率响应曲线 在Multisim软件中，点击“仪表”选项卡，并且选择“AC Analysis”仪表。接着，在弹出的对话框中，将X轴设置为“Frequency”，将 Y轴设置为“Magnitude(dB)”，并且勾选上“Decibel Scale”。 最终得到的幅度-频率响应曲线如下图所示： 4. 绘制RC电路的相位-频率响应曲线 在Multisim软件中，点击“仪表”选项卡，并且选择“AC Analysis”仪表。接着，在弹出的对话框中，将X轴设置为“Frequency”，将 Y轴设置为“Phase(degree)”。 最终得到的相位-频率响应曲线如下图所示： 5. 分析幅度-频率响应曲线和相位-频率响应曲线的特点 从幅度-频率响应曲线可以看出，在低频时，输出信号基本上不会受到影响；而当输入信号频率逐渐升高时，输出信号将会逐渐减小。当输 入信号频率等于截止频率时，输出信号将会下降3dB；而当输入信号 频率继续升高时，输出信号将会更加明显地下降。
二阶低通滤波器实验报告
二阶低通滤波器实验报告 二阶低通滤波器实验报告 引言： 在电子领域中，滤波器是一种用于处理信号的重要工具。滤波器的作用是根据 信号的频率特性，选择性地通过或抑制特定的频率分量。本次实验旨在研究和 探索二阶低通滤波器的工作原理和性能。 一、实验目的 本次实验的主要目的是： 1. 理解二阶低通滤波器的基本原理； 2. 掌握二阶低通滤波器的设计和调试方法； 3. 通过实验验证滤波器的性能和频率响应。 二、实验原理 1. 二阶低通滤波器的基本原理 二阶低通滤波器是一种常见的滤波器类型，其主要功能是通过滤除高于截止频 率的信号分量，使得信号在低频范围内得到保留。该滤波器由电容和电感组成，通过调整电容和电感的数值，可以改变截止频率和滤波器的斜率。 2. 二阶低通滤波器的设计方法 二阶低通滤波器的设计需要确定截止频率和滤波器的品质因数Q。截止频率决 定了滤波器的频率响应范围，而品质因数Q则决定了滤波器的斜率和幅频特性。根据所需的滤波器性能，可以选择合适的电容和电感数值，并通过计算和模拟 验证其设计是否满足要求。 三、实验装置与步骤
1. 实验装置 本次实验所需的装置包括信号发生器、二阶低通滤波器电路、示波器等。 2. 实验步骤 （1）根据设计要求，选择合适的电容和电感数值，并连接电路。 （2）将信号发生器连接到滤波器的输入端，调节信号发生器的频率和幅度。（3）将示波器连接到滤波器的输出端，观察输出信号的波形和频率响应。（4）通过调节电容和电感数值，优化滤波器的性能和频率响应。 （5）记录实验数据，并进行分析和总结。 四、实验结果与分析 在实验中，我们根据设计要求选择了合适的电容和电感数值，并连接了二阶低通滤波器电路。通过调节信号发生器的频率和幅度，我们观察到滤波器输出信号的波形和频率响应。根据实验数据，我们可以绘制出滤波器的幅频特性曲线和相频特性曲线，并分析其性能和频率响应。 五、实验总结与心得 通过本次实验，我们深入了解了二阶低通滤波器的工作原理和性能。实验中，我们通过调节电容和电感数值，优化了滤波器的性能和频率响应。通过实验数据的记录和分析，我们得出了滤波器的幅频特性曲线和相频特性曲线，并对滤波器的性能进行了评估。本次实验使我们对滤波器的设计和调试方法有了更深入的理解，为我们今后在实际应用中更好地利用滤波器提供了参考。 六、参考文献 [1] 《电子技术基础实验教程》 [2] 《电子电路设计与仿真》
二阶低通滤波器的设计实验报告
二阶低通滤波器的设计实验报告 本实验旨在设计一个二阶低通滤波器，通过实验验证其性能。一、实验原理 低通滤波器是一种可以通过削弱高频信号的电子电路。在信号处理中，可以使用低通滤波器来去除噪声、有害干扰以及在无线通信中使用的频带漏泄。滤波器的截止频率是一种阈值，当信号频率高于截止频率时，信号将被过滤掉。二阶低通滤波器在低频信号响应时具有更快的降频特性。其传递函数可以表示为： H(s)=K/(s^2+ω0/Qs+ω0^2) 其中，ω0是滤波器的角频率，Q是品质因数。K是通道增益 的大小。 在本实验中，我们将采用有源滤波电路的方法来设计一个二阶低通滤波器，以降低由于交流信号对直流信号的截留，则需要加入耦合电容，同时由于低通滤波器具有以电容为主要元件的特点，则加入耦合电容并且其会影响滤波器的频率响应。因此，在选择耦合电容时，需要根据输入端的电阻值和截止频率进行计算。如果选择的电容过大，将会降低截止频率。反之，若选择的电容过小，则容易影响截止频率的稳定性。因此，在选择电容时需要选择一个适当的范围进行测试。 二、实验器材
1. 实验架 2. 函数发生器 3. 示波器 4. 电容器 5. 集成电路元件 实验步骤 1、确定截止频率的大小 我们将使用函数发生器来提供输入信号。在此之前，我们需要先确定通道的增益以及截止频率的大小。 2、选择电容的大小 根据电容公式选择一个适当的范围进行测试。错误的选择将会影响截止频率的稳定性。 3、组装电路 将集成电路元件和电容器组合成一个电路，并将其电路连接在函数发生器上。 4、测量输出信号 使用示波器来测量输出信号，并记录下截止频率以及增益大小。
用Multisim分析二阶低通滤波器电路
用Multisim分析二阶低通滤波器电路 MulTIsim是加拿大InteracTIve Image Technologies公司近年推出的电子线路仿真软件EWB（Electronics Workbench，虚拟电子工作平台）的升级版。MulTIsim为用户提供了一个集成一体化的设计实验环境。利用MulTIsim，建立电路、仿真分析和结果输出在一个集成菜单中可以全部完成。其仿真手段切合实际，元器件和仪器与实际情况非常接近。Multisim元件库中不仅有数千种电路元器件可供选用，而且与目前较常用的电路分析软件PSpice提供的元器件完全兼容。Multisim提供了丰富的分析功能，其中包括电路的瞬态分析、稳态分析、时域分析、频域分析、噪声分析、失真分析和离散傅里叶分析等多种工具。本文以Multisim为工作平台;深入分析了二阶低通滤波器电路。利用Multisim可以实现从原理图到PCB布线工具包（如Electronics Workbench的Ultiboard）的无缝隙数据传输，且界面直观，操作方便。 2 电路设计 由于一阶低通滤波器的幅频特性下降速率只有-20 dB/10 f，与理想情况相差太大，其滤波效果不佳。为了加快下降速率，使其更接近理想状态，提高滤波效果，我们经常使用二阶RC有源滤波器。采取的改进措施是在一阶的基础上再增加一节RC网络。 电路结构如图1所示，此电路上半部分是一个同相比例放大电路，由两个电阻R1，Rf和一个理想运算放大器构成。R1与Rf均为16 k。下半部分是一个二阶RC滤波电路，由两个电阻R2，R3及两个电容C1，C2构成。其中R2，R3均为4 k，C1，C2均为0.1F。电路由一个幅度为1 mV，频率可调的交流电压源提供输入信号，用一个阻值为1 k的电阻作为负载。 3 理论分析 3.1 频率特性 二阶低通滤波器电路的频率特性为： 3.2 通带电压放大倍数AUP
Multisim电压检测及滤波器实验报告
昆明理工大学（MultiSim）实验报告 实验名称：电压检测及滤波器实验 实验时间：2014 年9 月3 日 专业：指导教师： 姓名： 学号：成绩：教师签名： 一、实验目的： 由于集成运算放大器的输入电压有限，所以在检测较高电压时，需要将原电压分压后与集成运算放大器连接。同时需要考虑到电路故障而致使元件损坏，因此在电路中应接入普通光隔，对集成运算放大器给予最大的保护。 二、实验内容： 在设计中，输入的电压采用电阻分压后经线性光隔隔离后输出，电阻分压后的电压必须在集成运算放大器供电电压范围以内，故采用了普通光隔TLP521-2实现，应用反馈控制原理，实现线性光隔电路及直流电压检测电路。通过光隔以后的电压VCT经过滤波电路，以便将模拟信号转换为数字信号，从而进行电压检测。 在电压检测电路中，VCT依次通过了放大电路中的实用微分电路，电压并联负反馈电路及电压跟随器，最后输出到A点，得到小于5V的电压信号。在这些电路中，都引入负反馈电路。利用负反馈使反馈信号削弱外加输入信号，使放大电路的放大倍数降低，它稳定了放大电路中的某个电量，虽然损失了放大倍数，但可改善电路的其他性能，使电路的通频带宽度增加。 在电压并联负反馈电路中，反馈信号取自放大电路的输出电压，在输入回路中，净流入即输入信号与反馈信号以电流的形式求和，当输入电压的瞬时值升高，由于加在反向输入端，故输出电压的瞬时值将降低，于是流过电阻的反馈电流将增大，它将削弱输入电流的作用，使净流入电流减小，即降低了放大器的电流放大倍数，稳定了放大器的电流增益。
电压跟随器就是输出电压与输入电压是相同的，就是说，电压跟随器的电压放大倍数恒小于且接近1。电压跟随器的显著特点就是，输入阻抗高，而输出阻抗低。电压跟随器起缓冲、隔离、提高带载能力的作用。根据电压跟随器的输入阻抗高、输出阻抗低特点，当输入阻抗很高时，就相当于对前级电路开路；当输出阻抗很低时，对后级电路就相当于一个恒压源，即输出电压不受后级电路阻抗影响。一个对前级电路相当于开路，输出电压又不受后级阻抗影响具备隔离作用，即使前、后级电路之间互不影响。 三、实验步骤： 1.在Multisim上画出电路图； 2.连接万用表，测量电压； 3.加入探针，记录探针数据； 4.调节电阻R2，再次记录数据； 5.根据已有数据制表。 四、实验分析 1．万用表：
滤波的multisim仿真
滤波的Multisim仿真 1. 引言 在电子电路设计中，滤波器是一种常用的电路组件，用于去除信号中的噪声或者选择特定频率范围内的信号。滤波器可以通过不同的滤波算法和电路结构来实现，其中Multisim是一款常用的电子电路仿真软件，可以用于设计和验证各种类型的滤 波器。 本文将介绍如何使用Multisim进行滤波器的仿真。首先会详细介绍Multisim软件的基本操作和界面布局，然后会以一个低通滤波器为例，演示如何利用Multisim 进行仿真并分析其输出结果。 2. Multisim软件介绍 Multisim是由美国国家仪器（National Instruments）公司开发的一款集成电路 设计与仿真软件。它提供了丰富的元件库和强大的仿真功能，能够帮助工程师们快速设计、验证和优化各种类型的电子电路。 Multisim软件具有直观友好的用户界面，可以轻松实现原理图绘制、参数设置、 仿真运行等操作。它支持多种不同级别的模型库，并且提供了多种仿真分析工具，如直流分析、交流分析、传递函数分析等，可以满足不同需求的设计和验证任务。 3. Multisim的基本操作 3.1 界面布局 Multisim的界面主要由以下几个部分组成： •工具栏：提供了常用的绘图工具和仿真控制按钮。 •元件库：包含了各种类型的电子元件，可以从中选择并拖放到原理图中。•原理图编辑区：用于绘制电路原理图。 •参数设置区：用于设置元件的参数和仿真条件。 •输出窗口：显示仿真结果和错误信息。 3.2 元件选择与连接 在Multisim中，可以通过从元件库中选择合适的元件，并将其拖放到原理图编辑 区来构建电路。常见的电子元件如电阻、电容、电感等都可以在Multisim中找到。 连接元件时，只需将鼠标指针移动到一个元件上的引脚上，并拖动至另一个元件的引脚上即可完成连接。Multisim会自动判断引脚之间是否存在合适的连接关系， 并进行连线。
压控电压源二阶低通有源滤波电路设计与仿真
压控电压源二阶低通有源滤波电路设计与仿真 侯卫周;谷城 【摘要】利用M ultisim10．1软件对压控电压源二阶低通滤波器进行仿真分析，通过选择不同信号源观察输入、输出波形的相位关系和幅值关系，比较输出、输入波形幅值比是否等于通带电压放大倍数；调节负反馈电阻大小，观察品质因素变化对滤波器幅频特性和相频特性的影响，得到的仿真的结果与实际理论分析基本一致。仿真结果表明，将M ultisim10．1合理地引入到模拟电子线路实验教学中，能将一些高深、抽象的电子电路的理论教学变得具体和生动，有利于学生对电路的认知，提高电子线路理论课的教学效果和教学质量。%The two-order low pass active filter circuit of voltage controlled voltage source has been analyzed and simulated by Multisim10 .1 software ,observed the phase-frequency and amplitude-frequency of output and input waveform via choosing different signal sources ,the output and input waveform amplitude ratio compared is equal to the pass band voltage amplification or not ;when by adjusting negative feedback resistance ,the influence of phase-frequency and amplitude-frequency characteristics as quality factors changing can be observed .The simulation results are consistent with the practical theory .It shows that reasonably introducing Multisim10 .1 simulation technology could make some abstract and advanced theoretical teaching become concretely and lively ,thus it is suitable for cultivating students’ cognitive view of circuit ,further can improve teaching effect and teaching quality of the Electronic Circuit Theory couse .
二阶有源带通滤波器的设计
设计任务书 一、设计目的 掌握二阶压控电压源有源滤波器的设计与测试方法 二、设计要求和技术指标 带通滤波器：通带增益 up A 2；中心频率：0f =1kHz ；品质因数Q=0.707.要求设计电路具有元件少、增益稳定、幅频响应好等特点。 2、设计内容及步骤 （1）写出电路的传递函数，正确计算电路元件参数，选择器件，根据所选器件画出电路原理图，并用multisim 进行仿真。 （2）安装、调试有源滤波电路。 （3）设计实验方案，完成滤波器的滤波性能测试。 （4）画出完整电路图，写出设计总结报告。 三、实验报告要求 1、写出设计报告，包括设计原理、设计电路、选择电路元器件参数、multisim 仿真结论。 2、组装和调试设计的电路检验该电路是否满足设计指标。若不满足，改变电路参数值，使其满足设计题目要求。 3、测量电路的幅频特性曲线。 4、写出实验总结报告。
前言 随着计算机技术的发展，模拟电子技术已经成为一门应用范围极广，具有较强实践性的技术基础课程。电子电路分析与设计的方法也发生了重大的变革，为了培养学生的动手能力，更好的将理论与实践结合起来，以适应电子技术飞速的发展形势，我们必须通过对本次课程设计的理解，从而进一步提高我们的实际动手能力。 滤波器在日常生活中非常重要，运用非常广泛，在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域，经常需要用到各种各样的滤波器。随着集成电路的迅速发展，用集成电路可很方便地构成各种滤波器。用集成电路实现的滤波器与其他滤波器相比，其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标，都有了很大的提高。 滤波器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。现在我们通过对滤波器器的原理以及结构设计一个带通滤波器。我们通过对电路的分析，参数的确定选择出一种最合适本课题的方案。在达到课题要求的前提下保证最经济、最方便、最优化的设计策略。 RC有源滤波器设计 1.1总方案设计 1.1.1方案框图 图1.1.1 RC有源滤波总框图
二阶有源低通滤波器方案和仿真分析研究(修改)
二阶有源低通滤波器地设计与仿真分析 摘要：由低阶系统构建高阶系统是信号与系统设计性实验中地重要实验，本文运用子系统函数地级联、反馈构建高阶系统地思想来设计有源二阶滤波器，然后用节点法对设计地电路来进行分析验证，并用EDA仿真软件Multisim8进行电路仿真；这种教学方法用理论结合实践，达到了巩固知识和提高动手能力地双重效果，提高了教学质量. 关键词:有源滤波器；传递函数；multisim；幅频特性 Design and Simulation Analysis of the two-pole Active low Pass Filter Abstract: The construction of high level system by the low level system is an important experiment in signals and systems. in this paper , two-pole active filterwas designed by the subsystem’s cascade connection and feedback,then the circuitwas analyzed and verifyied by nodal method.the circuit simulation is perfomed in multisim8. This method combines theory with practice.the konwledge can be confirmed and ability can be raised in experiment.It is good for teacher to raise the teaching quality. Keywords: activefilter;transfer function;mulitisim;amplitude-frequency characteristic 二阶有源滤波器是运放地典型应用，也是学生常做地实验之一.一般来说，学生对实验地理论推导和分析会存在一定地困难，对实验中地现象和问题也难以应付.鉴于此本文采用了一种新地思路来设计实验，整个过程中既有设计，又有验证和仿真，有效地解决了上述问题. 1 一阶低通滤波器地分析 1.1 一阶低通滤波器传递函数地推导 搭建地一阶低通滤波器电路为图1 图1 一阶系统分析 我们一般采用节点法对含运放地电路来进行分析，其分析要点是在运放地输
基于Multisim仿真软件的滤波器电路设计
摘要 基于Multisim仿真软件所具有的特点以及滤波器电路的工作原理，设计出基本的一阶低通滤波器电路结构，并对电路进行理论计算和软件仿真分析，将结果进行对比，初步确定整体的电路图以及各元件的参数。然后，在一阶低通滤波器电路的基础上进行级联，设计出二阶低通滤波器的基本结构，对电路进行理论分析，即计算出电路的传递函数和截止频率。其次，根据软件仿真结果分析电路的工作特性以及电路所存在的问题，提出解决办法，并加以修正。最后，根据理论结果将电路元件参数的进行不断优化调整，验证仿真结果，从而得到一个性能比较良好的二阶低通滤波器电路。整体的电路设计过程具有设计元件参数方便快捷，节省设计时间的特点。 关键词：Multisim软件；二阶低通滤波器；理论计算；软件仿真 I
Abstract Based on the characteristics of Multisim simulation software and the working principle of the filter circuit, the basic first-order low-pass filter circuit structure is designed, and the theoretical calculation and software simulation analysis are carried out on the circuit. The results are compared to determine the overall circuit diagram. And the parameters of each component. Then, based on the first-order low-pass filter circuit, the basic structure of the second-order low-pass filter is designed, and the circuit is theoretically analyzed to calculate the transfer function and cutoff frequency of the circuit. Secondly, according to the software simulation results, the working characteristics of the circuit and the problems existing in the circuit are analyzed, and the solution is proposed and corrected. Finally, according to the theoretical results, the parameters of the circuit components are continuously optimized and verified, and the simulation results are verified, so that a second-order low-pass filter circuit with good performance is obtained. The overall circuit design process has the characteristics of convenient and quick design component parameters and saves design time. Key words: Multisim software;second-order low-pass filter;theoretical calculation; software simulation
二.二阶RC有源滤波器的设计—— MultiSim仿真
湖南人文科技学院毕业设计 二阶RC有源滤波器的设计报告 滤波器是一种能够使有用频率信号通过，而同时抑制（或衰减）无用频率信号的电子电路或装置，在工程上常用它来进行信号处理、数据传送或抑制干扰等。有源滤波器是由集成运放、R、C组成，其开环电压增益和输入阻抗都很高，输出阻抗又低，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用，但因受运算放大器频率限制，这种滤波器主要用于低频范围。设计几种典型的二阶有源滤波电路：二阶有源低通滤波器、二阶有源高通滤波器、二阶有源带通滤波器，研究和设计其电路结构、传递函数，并对有关参数进行计算，再利用multisim 软件进行仿真，组装和调试各种有源滤波器，探究其幅频特性。经过仿真和调试，本次设计的二阶RC有源滤波器各测量参数均与理论计算值相符，通频带的频率响应曲线平坦，没有起伏，而在阻频带则逐渐下降为零，衰减率可达到|-40Db/10oct|,滤波效果很理想。 1965年单片集成运算放大器的问世，为有源滤波器开辟了广阔的前景；70年代初期，有源滤波器发展引人注目，1978年单片RC有源滤波器问世，为滤波器集成迈进了可喜的一步。由于运放的增益和相移均为频率的函数，这就限制了RC有源滤波器的频率范围，一般工作频率为20kHz左右，经过补偿后，工作频率也限制在100kHz以内。1974年产生了更高频的RC有源滤波器，使工作频率可达GB/4（GB为运放增益与带宽之积）。由于R 的存在，给集成工艺造成困难，于是又出现了有源C滤波器：就是滤波器由C和运放组成。这样容易集成，更重要的是提高了滤波器的精度，因为有源C滤波器的性能只取决于电容之比，与电容绝对值无关。 由RC有源滤波器为原型的各类变种有源滤波器去掉了电感器，体积小，Q值可达1000，克服了RLC无源滤波器体积大，Q值小的缺点。但它仍有许多课题有待进一步研究：理想运放与实际特性的偏差的研究；由于有源滤波器混合集成工艺的不断改进，单片集成有待进一步研究；应用线性变换方法探索最少有源元件的滤波器需要继续探索；元件的绝对值容差的存在，影响滤波器精度和性能等问题仍未解决；由于R存在，集成占芯片面积大，电阻误差大（20%～30%），线性度差等缺点，使大规模集成仍然有困难。尽管有这么多问题，RC有源滤波器的理论和应用仍在持续发展中。 1. 设计技术指标 (1) 设计二阶RC有源低通滤波器：通带增益AUF=2；品质因数Q=0.707；截止频率fH =20KHz； (2) 设计二阶RC有源高通滤波器：通带增益AUF=2；品质因数Q=0.707；截止频率fL =2kHz； (3) 设计二阶RC有源带通滤波器：通带增益AUF=2；中心频率：fO =1.24kHz；带宽:Hz-kHz；
基于Multisim二阶RC有源滤波器的设计
1 前言 1.1 选题依据 滤波器是一种能从杂质信号中过滤出有用信号的的电路。按其电路中使用的是有源元件还是无源元件，滤波器分为无源和有源，有源滤波器的主要构造是RC网络、集成电路、运算放大电路。通常它的体积很小，性能也很好，但是它的增益和输入阻抗很高，这是因为集成运放的输出阻抗很低造成的，所以有源滤波器还具有放大、缓冲的作用。利用有源滤波器可以将有用信号从复杂信号中过滤出来，抑制噪声信号，从而使信噪比得到提高，因而有源滤波器广泛地应用在通信、控制、测量等技术领域中。 本次毕业设计，我是根据自己的兴趣爱好和所学过的专业知识来完成的。 1.2 有源滤波器的发展概况及现状 有源滤波器伴随着集成运放的出现开始发展；在1970年后,人们开始重视有源滤波器的发展。1974年,高频RC有源滤波器可以达到GB/4的工作频率。有源C滤波器由电容和运算放大器构成,其性能仅取决于电容比。从而解决电阻给集成带来的困难,最重要的是过滤精度都得到很大的提高。1978年,滤波器受单片RC有源滤波器的影响，得到了快速地发展]1[。 去掉了电感器后，不仅使滤波器的体积变小了，而且也大大的提高了它的Ｑ值。如今虽然有源滤波器已经在很多方面都得到了广泛的应用，但是关于它的很多方面仍需要进一步的研究和改进，比如：单片集成有待改进；理想运放的实际特性要进一步接近理想值的研究；进一步应用线性变换方法的探索等。故有源滤波器无论是在理论上，还是在实际应用中都需要进一步的研究和发展。
2 总方案设计 2.1 RC有源滤波器的组成 RC有源滤波器最基本的组成部分： 1、RC网络：主要构造为电阻和电容，其作用就是在电路中进行滤波，将有用的信号过滤出来，选取波形。 2、放大器：电路中应用了同相输入运放，其特点是具有高输入阻抗，低输出阻抗，主要应用于前置放大级。 3、反馈网络：把经过放大器输出后的信号再次印象到放大器，并比较前后两次输入的信号，用经过比较后所得的有效输入信号去控制输出的过程叫反馈。反馈网络分为正、负反馈，其框图如图2-1所示： 图2-1 RC有源滤波方框图 2.2 方案选择 在通信测量和控制领域中有源滤波器的应用很广泛。在要求的频带内理想滤波器的增益是均匀而稳定的，而在通带以外则衰减无穷大。然而在实际应用中，滤波器会有一定的衰减，通常只能采用各种函数来逼近滤波器的理想频率特性。 根据给定的技术指标，元器件的个数种类以及电路的形式都可以选定。滤波器的技术指标分为通频带和阻带，通带指标包括通带传输系数、通带边界频率。阻带指标为帯沿的陡变。下面简述滤波器的设计原则： 2.2.1 关于滤波器类型的选择 巴特沃斯滤波器通带内的频率响应曲线几乎平坦，而在阻带内频率响应慢慢衰减，其中一边界角频率先增加后减小，最终趋向负无穷大。在这次设计中，我选择设计的是巴特沃斯二阶有源高通滤波器和巴特沃斯二阶有源低通滤波器]2[。
(完整word版)二阶低通滤波器综设报告
综合性、设计性实验
一、实验目的 在软硬件常规实验的基础上,运用“信号与系统”的理论知识,设计、分析、测试基本电路系统，初步掌握综合运用理论知识、软件仿真以及硬件测试进行简单系统的设计与分析的基本方法。为同学创造应用实践的契机,培养同学的自学能力和钻研能力。 二、基本要求 （1）阅读教师给出的参考资料； (2）通过查找纸质资料和网络资料,独立地提出研究问题的设计方案; （3）编程实现连续系统的计算机仿真； （4）完成硬件电路制作与硬件测试； （5）综合理论基础、软件仿真与硬件测试结果进行分析与讨论; （6) 最后撰写出实验报告。 三、原理说明 1、滤波器 滤波器是一种能使有用信号顺利通过而同时对无用频率信号进行抑制(或衰减)的电子装置.工程上常用它来做信号处理、数据传送和抑制干扰等.以往主要采用无源元件R、L和C组成模拟滤波器,六十年代以来，集成运放获得了迅速地发展，由它和R、C组成的源滤波器，具有不用电感、体积小、重量轻等优点。此外，由于集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高，而输出阻抗又很低,而且，由其构成的有源滤波器还具且一定的电压放大和缓冲作用。因此，基于放大器和R、C构成的有源滤波器应用日益广泛。 2、滤波器的主要参数 中心频率：滤波器通带的频率f0，一般取f0=（f1+f2)/2,f1、f2为带通或带阻滤波器左、右相对下降1dB或3dB边频点。窄带滤波器常以插损最小点为中心频率计算通带带宽。
H u A u A 截止频率：指低通滤波器的通带右边频点及高通滤波器的通带左边频点。通常以1dB 或3dB相对损耗点来标准定义。相对损耗的参考基准为：低通以DC处插损为基准，高通则以未出现寄生阻带的足够高通带频率处插损为基准。 通带带宽：指需要通过的频谱宽度,BWxdB=（f2—f1).f1、f2为以中心频率f0处插入损耗为基准，下降X(dB)处对应的左、右边频点。通常用X=3、1、0.5 即BW3dB、BW1dB、BW0。5dB 表征滤波器通带带宽参数。分数带宽(fractional bandwidth） =BW3dB/f0×100［％］,也常用来表征滤波器通带带宽. 纹波：指1dB或3dB带宽（截止频率）范围内,插损随频率在损耗均值曲线基础上波动的峰-峰值。 延迟：指信号通过滤波器所需要的时间,数值上为传输相位函数对角频率的导数，即Td=df/dv。 3、滤波器的分类 Ⅰ、低通滤波器： 它的功能是通过从0到某一截止频率f h低频信号，而对大于f h所有频率则给予衰减。 图1.1 Ⅱ、高通滤波器 在0〈f〈f L范围内的频率为阻带，高于f L的频率为通带。