基于multisim 8的有源低通滤波器仿真设计研究new

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1、http://www.paper.edu.cn基于Multisim8的有源低通滤波器仿真设计研究11234林文剑，王涛，邱永增，陈姗姗，林梦柔1.辽宁工程技术大学电气工程系，辽宁阜新（123000）2.集美大学机械工程学院，福建厦门（361021）3.集美大学教师教育学院，福建厦门（361021）4.北京师范大学(珠海分校)工程技术学院，珠海（519085）Email:lwjlwjlwj_ok@126.com摘要：本文简要介绍了Multisim8仿真软件的特点，给出了有源低通滤波器仿真设计的一般方法，分析了一阶和二阶有源低通滤波电路的性

2、能。在实训中，针对实训者对实验原理的理论推导、现象验证和结果分析存在一定的困难，提出了采用Multisim8仿真软件设计出有源低通滤波器，并进行了波形仿真的研究方法。其电路简单明了,参数容易确定,且电路调试方便。实验证明该设计方法合理,设计出的滤波器满足技术指标。该有源低通滤波器设计方法对电子课程教学、信号处理和检测技术领域有实用参考价值。关键词:有源滤波器;Multisim8;仿真设计中图分类号:TM73文献标识码:A0.引言滤波器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，常用于信号处理、数据传输和干扰抑制等方面，有

3、源低通滤波电路由集成运放和无源元件电阻和电容构成。它的功能是允许从零到某个截止频率的信号无衰减地通过，而对其他频率的信号有抑制[1]作用。有源低通滤波电路可以用来滤除高频干扰信号。但对于滤波器设计的综合技术，由于其网络元件参数的实际选择和调试的困难，采用普通实验设计方法不仅解决不了上述问题，还花费大量时间和设计成本，以至于设计出的产品价格昂贵，电路噪声大等质量问题也[2]不尽人意。因此，对有源低通滤波器的设计新方法探讨，仍有积极的实际意义。随着集成运放的广泛应用,有源滤波器的应用更为广泛,因此有源滤波器性能的分析和电路设计就成为一个核心

4、问题,本文采用了先进的Multisim8仿真软件设计出有源低通滤波器的电路，并对其性能进行分析和实验现象进行仿真研究。1.Multisim8仿真软件特点简介Multisim8是早期的ElectronicWorbench(EWB)的升级换代的产品。早期的EWB与Multisim8在功能上不能同日而语。Multisim8提供了功能更强大的电子仿真设计界面，能进行射频、PSPICE、VHEDL、MCU等方面的仿真。Multisim8提供了更为方便的电路图和文件管理功能。更重要的是，Multisim8使电路原理图的仿真与完成PCB设计的Ulti

5、board10仿真软件结合起来一起构成新一代的EWB软件，使电子线路的仿真与PCB的制作更为高效。通过将Multisim8电路仿真软件和LabVIEW测量软件相集成，需要设计制作自定义PCB的工程师能够非常方便地比较仿真数据和真实数据，规避设计上的反复，减少原型错误并缩短产品上市的时间。熟练掌握Multisim8电路仿真软件已成为当今电子电路分析和设计人员所必需[3]具备的基本技能之一。2.有源低通滤波电路基本原理2.1．有源低通滤波电路基本概念滤波电路的作用就是允许某段频率范围内的信号通过，而阻止或削弱其他频率范围的信-1-http:

6、//www.paper.edu.cn号。有源滤波电路由电阻、电容和集成运算放大器组成，又称为有源滤波器。有源滤波器能够在滤波的同时还能对信号起放大作用，这是无源滤波无法做到的。根据滤波电路通过或者阻止信号频率范围不同，可将滤波电路分为低通、高通、带通河带阻电路。本文讨论的是有源低通滤波电路的设计与仿真研究。有源低通滤波电路能够通过低频信号，抑制或衰减高频[4]信号。2.2．有源低通滤波电路的组成和实验原理有源低通滤波电路可分为一阶有源低通滤波电路和二阶压控电压源低通滤波电路。一阶有源低通滤波电路由一个RC环节和同相比例放大电路构成,RC

7、滤波电路如图1所示。图1RC滤波电路（a）电路图；(b)幅频特性一阶有源滤波电路能将信号放大，并且带负载能力强，电路如图2所示。图2有源低通滤波一阶电路其通带电压放大倍数即为同相比例放大电路的放大倍数：A=1/+RR；截止角频率为：of1Aoω=1/RC;传递函数为：As()=。os1+ωo二阶压控电压源低通滤波电路由两个RC环节和同相比例放大电路构成，电路如图3所示。-2-http://www.paper.edu.cn图3有源低通滤波二阶电路其通带电压放大倍数即为同相比例放大电路的放大倍数：AR=1/+R；传递函数为：of12Aωoo

8、As()=22ωoss++ωoQ其中：ω=1/(RC)为特征角频率。QA=1/(3−)为等效品质因数。oo其中，有源低通滤波一阶和二阶电路幅频特性如图4所示。图4有源低通滤波电路幅频特性其中一阶有源低通滤波