有源低通滤波电路原理分析及Multisim仿真
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。
3.3 参数设置与仿真运行在设计滤波器之前，需要为每个元件设置合适的参数。
压控电压源型二阶有源低通滤波电路
摘要：设计一种压控电压源型二阶有源低通滤波电路，并利用Multisim仿真软件对电路的频率特性、特征参量等进行了仿真分析，仿真结果与理论设计一致，为有源滤波器的电路设计提供了EDA手段和依据。
关键词二阶有源低通滤波器；电路设计自动化；仿真分析；一：实验内容及要求：设计一个压控电压源型二阶有源低通滤波电路，要求通带截止频率fo=100 kHz，等效品质因数Q=1，试确定电路中有关元件的参数值。
二：实验器材软件：Multisim仿真软件。
器材：正弦波信号源（f=200KHz 幅度：1v）,电容两个，电阻四个，集成运放3554AM一个。
三：实验电路对于信号的频率具有选择性的电路称为滤波电路，它的功能是使特定频率范围内的信号通过，而阻止其他频率信号通过。
理论计算 根据实际选择的元件参数重新计算滤波电路的特征参量。
式(2)中，令s=jω，得到二阶低通滤波电路的频率特性为Ao=1+6RfR =1+1=2 通带截止频率fo 与3 dB 截止频率fc 计算如下所以，fc=1.272fo=126.53KHz四 Multisim 分析4．1 瞬态分析从图可以看出，输出信号的频率与输入信号一致，输出信号与输入信号同频不同相，说明二阶低通滤波电路不会改变信号的频率。
电压放大倍数Auf=2。
4.2交流分析从图中可以看出， 3 dB截止频率约为127 kHz。
与理论计算值值基本符合。
4.3参数扫描分析从图可以看出，曲线从下至上对应的电阻RF由100 Ω至1000 Ω幅频特性纵截止频率约为125 kHz。
并且，RF越大，Auf越大，Q越大，幅频特性曲线越尖锐。
在同样的设计截止频率下，Q值的不同对实际截止频率有较大的影响。
4.4傅理叶分析由图可知，输出电压的谐波失真率很小，为 4.61229%，符合实验设计要求。
4.5传递函数分析由图可知，输入电阻Ri=239.44900G，输出电阻Ro=400.3851放大倍数Au=1.99971，符合设计要求.压控电压源二阶低通滤波电路的设计与仿真分析学院：电子信息工程学院年级：2008级专业：自动化学号：00824032姓名：魏文龙完成日期：2012年5月14日参考文献：1黄智伟，《基于Multisim的电子电路计算机仿真设计与分析》，电子工业出版社，2008年1月2童诗白华成英《模拟电子技术基础》，高等教育出版社，2006年1月3。
基于Multisim的二阶有源滤波器的研究(1)
收稿日期:2008-12-28基于Multisi m 的二阶有源滤波器的研究李端1艾永乐1(1.河南理工大学电气工程学院,河南焦作454001)摘要:运算放大器、电阻、电容构成的有源滤波器有显著的优点,在现代电子技术中得到了广泛应用。
本文在对VCVS 滤波电路的传递函数分析的基础上,根据滤波器性能参数及设计要求确定了二阶有源低通滤波电路中电容和电阻值。
在Multi 2si m 环境下建立了滤波电路模型,并对其进行了时域和频域分析,得出了具有一定参考价值的结论。
关键词:M ultisi m 7;有源低通滤波器;电子技术;实践教学中图分类号:G434 文献标识码:A 文章编号:1672-464X (2009)01-0012-05Appli ca ti on of M ultisi m 7i n Electron i c C i rcu it Teach i n gL I D u a n 1,A I Yo n g -le (Henan Polytechnic University Electrical Engineering and institute1,J iaozuo Henan 454000,China )Abstract:The active filter with resistance,capacitance and Operati onal Amp lifier (OA )is widely app lied t o the modern electr onic technol ogy with p r om inent effects .A 2nd active l oss -pass filter circuit is designed on the basis of analysis of active filter’s transfer functi on .The capacitance value and resistance value are obtained according t o the perf or mance para meter of the filter and its cut off frequency .This paper p resents the l ow -pass filter circuit model in M ultisi m .Keywords:Multisi m 7;Operati onal Amp lifier (OA );electr onic technol ogy;teaching p ractice河南省教育科学"十一五"规划2007年课题,"电子技术基础双语教学改革研究与实践",课题编号:2007-JKGHAG -083滤波器是对信号的频率具有选择性的电路,它的功能是使特定频率范围内的信号通过,而阻止其它频率信号通过。
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1 引言是加拿大Interactive Image Technologies公司近年推出的线路软件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试验环境。
利用Multisim，建立、仿真分析和结果输出在一个集成菜单中可以所有完成。
其仿真手段切合实际，元器件和仪器与实际状况十分临近。
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提供的元器件彻低兼容。
Multisim提供了丰盛的分析功能，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;深化分析了二阶低通电路。
利用Multisim可以实现从原理图到布线工具包(如Electronics Workbench的Ultiboard)的无缝隙数据传输，且界面直观，操作便利。
2 电路设计因为一阶的幅频特性下降速率惟独-20 dB/10 f，与抱负状况相差太大，其滤波效果不佳。
为了加快下降速率，使其更临近抱负状态，提高滤波效果，我们常常用法二阶RC有源滤波器。
实行的改进措施是在一阶的基础上再增强一节RC网络。
电路结构1所示，此电路上半部分是一个同相比例放大电路，由两个R1，Rf和一个抱负运算构成。
R1与Rf均为16 kΩ。
下半部分是一个二阶RC滤波电路，由两个电阻R2，R3及两个C1，C2构成。
其中R2，R3均为4 kΩ，C1，C2均为0.1μF。
电路由一个幅度为1 mV，频率可调的沟通源提供输入信号，用一个阻值为1 kΩ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低频下，两个电容相当于开路，此电路为同相比例器。
3.3 特征频率f0与通频带截止频率fP4 Multisim分析4.1 虚拟分析在Multisim软件的栏中挑选虚拟双踪示波器，将示波器的A、B端分离衔接到电路的输入端与输出端(即图1中的1、3节点)，再点击仿真按钮举行仿真，得到如下波形。
基于Multisim的滤波电路分析与设计实验说明
“基于Multisim的滤波电路分析与设计”实验说明一. 实验内容实验内容一（必做）：文氏电桥电路频率特性及中心频率的测试1. 设置电路输入信号电压（即函数发生器输出电压）幅值(Amplitude) 为7.07V（即有效值5V），改变函数发生器的频率f分别为20Hz、60 Hz、……8k Hz、12k Hz（见表10-1），记录对应的输出电压U0(V)的值和输入输出电压比值Ku、输入输出相位角φ (Deg)的值于表10-1。
2. 记录输入输出同相位（即φ=0）时的频率f0(Hz)称之为电路中心频率或电路谐振频率，以及输出电压值U0max(V) 于表10-1。
3. 保持电路输入信号电压幅值(Amplitude) 为7.07Vp（即有效值5V）不变，改变电路电阻R的值分别为0.2kΩ、0.47 kΩ、1 kΩ、1.5 kΩ、2 kΩ，记录不同电阻值时电路中心频率f0(Hz)的值于表10-2。
实验内容二（选做）：双T网络电路频率特性及中心频率的测试表10-3和表10-4。
二. 实验步骤1. 运行仿真软件。
双击桌面multisim图标，出现对话框后点击close，进入multisim主界面。
2. 主界面面板介绍及操作。
主界面上边部分从上往下依次分别为菜单栏、工具栏、状态键→仿真和暂停、元器件库图标、仿真运行和暂停开关；中间区域为仿真电路工作区；仿真电路工作区的右侧为虚拟仪器仪表栏。
关闭电路运行开关(所有操作都需在此开关闭合的状态下进行)，使用鼠标右键对电路中的器件、线条、仪器等等来实现旋转、移动、删除……等操作；使用鼠标左键双击电路中某一元器件或虚拟仪器，弹出相应的窗口，可以修改其参数值或进行参数设置。
3. 建立电路。
按照实验教程中的文氏电桥实验电路图（或下面给出的仿真电路图）在工作区中按照下述方法设置元器件和虚拟仪器仪表、设置电路节点、连线建立实验电路。
建立电路时一定要注意：必须设置电路的参考地（GROUND）。
基于Multisim的多功能滤波器电路的仿真毕业设计
3.Simulate（仿真）菜单
Simulate（仿真）菜单提供18个电路仿真设置与操作命令，Simulate菜单中的命令及功能如下：
结合Multisim软件能达到搭建电路，仿真分析。达到事半功倍的效果。
1.2研究现状
随着计算机技术和电子技术的发展，电子产品已与计算机技术密不可分，紧紧相连；随着电子产品日益智能化，电路得集成度的越来越高，使新技术新产品的更新周期越来越短。应运而生电子设计自动化技术（EDA），从而使电路研发人员能用计算机来完成电路功能设计、逻辑分析、性能分析、时序测试直至电路板的计算机自动化设计应运而生。
1.3.1 Multisim的主窗口
安装Multisim软件后，单击“开始”→“程序”→“National Instruments”→“Circuit Design Suit 10.0” →“Multisim”选项，启动Multisim10，可以看到图1.1所示的Multisim10主窗口。
图1.1 Multisim 10的主窗口
Open：打开一个己存在的*．msm10、*．msm9、*．msm8、*．msm7、*．ewb或*．utsch等格式的文件。
Close：Байду номын сангаас闭当前电路工作区内的文件。
Close All：关闭电路工作区内的所有文件。
Save：将电路工作区内的文件以*．msm10的格式存盘。
Save as：将电路工作区内的文件另存为一个文件，仍为*．msm10格式。
现在EDA的应用范围十分广泛，涉及机械、航空航天、通讯、电子、化工、矿产、生物、医学、军事等等各个领域。但本文主要针对模拟电路的设计与仿真进行研究。
multisim 实验报告
multisim 实验报告Multisim实验报告引言：Multisim是一款功能强大的电子电路仿真软件，广泛应用于电子工程领域。
本实验报告将介绍使用Multisim进行的一系列实验，包括电路设计、仿真和分析。
实验一：简单电路设计与仿真在本实验中，我们设计了一个简单的直流电路，包括电源、电阻和LED灯。
通过Multisim的电路设计功能，我们成功搭建了电路原型，并进行了仿真。
仿真结果显示，当电源施加电压时，电流通过电阻和LED灯，使其发光。
这个实验让我们熟悉了Multisim的基本操作，并理解了电路中电流和电压的关系。
实验二：交流电路分析在本实验中，我们研究了交流电路的特性。
通过Multisim的交流分析功能，我们可以观察到交流电路中电压和电流的变化规律。
我们设计了一个RC电路，并改变电源频率，观察电压相位差和电流大小的变化。
实验结果表明，随着频率的增加，电压相位差逐渐减小，电流也逐渐增大。
这个实验帮助我们理解了交流电路中频率对电压和电流的影响。
实验三：放大电路设计与分析在本实验中，我们设计了一个简单的放大电路，用于放大输入信号。
通过Multisim的放大器设计功能，我们选择了合适的电阻和电容值，并进行了仿真。
实验结果显示，输入信号经过放大电路后，输出信号的幅度得到了显著的增加。
这个实验使我们深入了解了放大电路的工作原理，并学会了如何设计和优化放大器。
实验四：数字电路设计与仿真在本实验中，我们探索了数字电路的设计和仿真。
通过Multisim的数字电路设计功能，我们设计了一个简单的计数器电路，并进行了仿真。
实验结果显示，计数器能够按照预定的规律进行计数，并输出相应的二进制码。
这个实验让我们了解了数字电路的基本原理和设计方法，并培养了我们的逻辑思维能力。
实验五：滤波电路设计与分析在本实验中，我们研究了滤波电路的设计和分析。
通过Multisim的滤波器设计功能，我们设计了一个低通滤波器，并进行了仿真。
有源低通滤波器的设计和仿真分析
有源低通滤波器的设计和仿真分析摘要：低通滤波器是一个通过低频信号而衰减或抑制高频信号的部件。
理想滤波器电路的频响在通带内应具有一定幅值和线性相移，而在阻带内其幅值应为零。
有源滤波器是指由放大电路及RC网络构成的滤波器电路，它实际上是一种具有特定频率响应的放大器。
滤波器的阶数越高，幅频特性衰减的速率越快，但RC网络节数越多，元件参数计算越繁琐，电路的调试越困难。
根据指标，本次设计选用二阶有源低通滤波器。
引言：课程设计是理论联系实际的重要实践教学环节，是对学生进行的一次综合性专业设计训练。
本次课程设计主要注重的是电子电路的设计、仿真、安装、调试、印制电路板等综合于一体的一门课程，意在培养学生正确的设计思想方法以及思路，理论联系实际的工作作风，严肃认真、实事求是的科学态度,培养学生综合运用所学知识与生产实践经验，分析和解决工程技术问题的能力。
作为一名大学生不仅需要扎实的理论知识，还需要过硬的动手能力，所以认真做好课程设计，对提高我们的动手能力有很大的帮助做到。
1电路原理及设计方案1.1滤波器的介绍滤波器是一种能使有用信号通过，滤除信号中的无用频率，即抑制无用信号的电子装置。
有源滤波器实际上是一种具有特定频率响应的放大器。
低通滤波器是一个通过低频信号而衰减或抑制高频信号的部件。
理想滤波器电路的频响在通带内应具有一定幅值和线性相移，而在阻带内其幅值应为零。
但实际滤波器不能达到理想要求。
为了寻找最佳的近似理想特性，本文主要着眼于幅频响应，而不考虑相频响应。
一般来说，滤波器的幅频特性越好，其相频特性越差，反之亦然。
滤波器的阶数越高，幅频特性衰减的速率越快，但RC网络节数越多，元件参数计算越繁琐，电路的调试越困难。
任何高阶滤波器都可由一阶和二阶滤波器级联而成。
对于n为偶数的高阶滤波器，可以由n/2节二阶滤波器级联而成；而n为奇数的高阶滤波器可以由(n-1)/2节二阶滤波器和一节一阶滤波器级联而成，因此一阶滤波器和二阶滤波器是高阶滤波器的基础。
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有源低通滤波电路1)一阶无源低通滤波电路
1.理论分析
2.交流分析
从Cｕrsor栏可以看出,f＝1.0ＭＨz时,ｙ1=9８.４415，f=10０MHZ时，y2=990。
95４7,频率相差一百倍，交流放大倍数只比也近似为10０倍,和理论分析吻合.
3.加２０负载电阻后交流分析
由Cursor可以看出，x1=１.０699HＺ时，交流放大倍数为0.925,比未加负载电阻时小,加负载电阻后的截止频率近似为ｘ２,为105。
7kＨＺ,比未加负载电阻时的１00kHＺ大,和理论分析相符。
可见,无缘滤波电路的截止频率和通带放大倍数随负载电阻的阻值改变,往往不能满足信号处理的要求,因此要引入有源滤波电路.
2)普通一阶有源低通滤波电路
1.原理分析
2.仿真图
3.交流分析
和原理分析的结果相同，当f=f,Au=0。
7Aｕf=0.7＊2＝1。
4,当f>>f0时,f每增大十倍，交流放大倍数是原来的十分之一.
3)普通二阶有源低通滤波器
1.原理分析
由理论分析可知,在一阶低通滤波的基础上加一个低通滤波，变成了二阶低通滤波电路。
二阶低通滤波电路幅频特性的最大衰减速率是4０db/ｄec,是一阶低通滤波电路的两倍,但f=0。
37fo时，Au=0。
707Auｆ,即在f０附近的有用信号会得到较大幅度的衰减,因此有必要加入正反馈，使电路的滤波性能得到提升。
2.仿真图
3.交流分析
由Cursor栏可知,当ｆ=０.３7fｏ=37ｋHZ时,Ａu=0。
7Aｕf＝1.４，和理论分析吻合。
4)压控电源二阶低通滤波
1.理论分析
由理论分析可知，当ｆ=f0时,Au/Aup=Q，在ｆ=ｆ0时的电压放大倍数和Ｑ值有关，Q 值大于1时，Au在f=f0处大于Ａｕｐ.Q值越大,f=f0处,Ａu／Auｐ越大。
2.仿真图
3.交流分析
根据交流分析可知,当ｆ＝f０＝100kＨＺ时。
Ａu=Ａｕｐ=2，和理论分析吻合.
4.Ｑ值分析
从理论分析可知，不同的Q值在f=ｆ0处的幅值曲线的陡度不一样,取R4分别等于０Ω，620０Ω，9300Ω，分别对应Q值为0。
5,2,仿真波形如下图所示
从仿真图的Ｃursoｒ栏可以看出,f＝f0＝１0０kHZ,R4＝6200Ω时，ｙ1=1。
98５4≈２,和理论相符,R4=0Ω时,ｙ１=496。
62８m≈0.5，为R4=６２00欧姆的1/4,和Ｑ值的倍数相同，与理论分析吻合,R4=9３０0时，y1=4.8547≈５，是R４=６２00欧姆的2.5倍，和Q值的倍数相同，与理论分析吻合.。