资源描述：
《基于nimultisim10的有源滤波器的设计与仿真new》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第35卷第6期信息化研究Vol.35No.62009年6月InformatizationResearchJun.2009基于NIMultisim10的有源滤波器的设计与仿真张文俊(中国人民解放军电子工程学院,安徽省合肥市230037)摘要:有源滤波器因其体积小、重量轻、成本低、可靠性高、提供增益放大、设计标准化、模块化、便于集成等突出的优点,在信号处理中有着广泛的应用。在对MFB(无限增益多路反馈)滤波电路的传递函数分析基础上,由2阶MFB阶低通滤波电路级联的方法构建了有源低通滤波器,用查表法设计了基于巴特沃斯逼近的8阶有源低通滤波器,并用NIMultisim10软件对设计
2、的滤波器的交流特性进行了仿真分析,其交流特性符合设计理论,具有一定的参考价值。关键词:有源滤波器;仿真;NIMultisim10中图分类号:TN713.8程是先将传递函数分解为若干个1阶和2阶传递函0引言数,如H1(s),H2(s),⋯,HK(s),然后分别用1阶和2滤波器在通信测量、控制系统、电力系统及电气设阶滤波电路实现这些传递函数,并将这些电路依次级备中有着广泛的应用。自20世纪60年代以来,有源联,则H(s)=H1(s)H2(s)⋯HK(s),K≤m,就构成所滤波器因其突出的优点,如体积小、重量轻、成本低、可需的有源滤波器。靠性高、提供增益放大、设计标准化、模块化、
3、便于集成常用的二阶有源滤波器电路有VCVS(压控电压等,在信号处理中有着越来越多的应用。因此,研究有源)滤波电路和MFB滤波电路。下面以MFB滤波电[1]源滤波器的设计就有很大的实际意义。本文设计路为例进行分析。如图1所示。了8阶MFB(无限增益多路反馈)巴特沃斯有源低通滤波器,并用NIMultisim10进行了仿真研究。1有源滤波器设计设计滤波器时通常给定截止频率、带内增益、品质因数等性能指标,滤波器的设计任务是根据给定的性图12阶MFB滤波电路能指标选定电路形式和确定电路的元器件。具有理想特性的滤波器是很难实现的,只能用实如图1所示,运算放大器A反相输入,输入端通际特性
4、去逼近,就是必须对理想特性进行一定的修改,过导纳Y4、Y5形成2条反馈支路。该电路具有稳定性用具有可实现性的传递函数来描述所需的性能指标,好和输出阻抗低的优点。使其性能在一定的误差范围内能满足要求,它的幅频对节点a、b分别列写节点电流方程:特性、相频特性与所设计的电路特性近似。成熟的逼(Y1+Y2+Y3+Y4)Ua(s)-Y1Ui(s)-Y4Uo(s)=0近方法有巴特沃斯响应、切比雪夫响应、椭圆响应、贝(2)[2]赛尔响应等。Y3Ua(s)+Y5Uo(s)=0(3)一个具有可实现性的有源滤波器的传递函数为:联立求解式(2)、式(3),得该电路的传递函数为:mm-1B(s)a
5、ms+am-1S+⋯+a1s+a0Uo(s)Y1Y3H(s)==nn-1H(s)==-A(s)bns+bn-1s+⋯+b1s+b0Ui(s)Y5(Y1+Y2+Y3+Y4)+Y3Y4(1)(4)有源滤波器的实现可分为直接实现和级联实现。采用不同的导纳元件,可以分别得到不同类型的[3]直接实现是指将H(s)作为整体来实现;级联实现的过滤波电路。如Y1、Y3、Y4取电阻,Y2、Y5取电容,得到2阶低通滤波电路,Y1、Y3、Y4取电容,Y2、Y5取电阻,得到2阶高通滤波电路。收稿日期:2008211210;修回日期:2009202205。·21··研究与设计·信息化研究2009年6
6、月下面用2阶MFB低通滤波电路级联构建有源低电路参数进行测试和分析;可直接打印输出实验数据、通滤波器。设计截止频率fc=2.5kHz、带内增益A=测试参数、曲线和电路原理图;设计成功的电路可以直4、衰耗m=45dB以上的巴特沃斯有源低通滤波器。接在电路中使用。由n≥m/6=45/6=7.5,得知满足衰耗要求的必须是进入NIMultisim10界面,由设计要求及参数创建8阶滤波器。即由4节2阶MFB低通滤波器级联而8阶滤波器的仿真电路,如图2所示。成,根据滤波器工作频率与电容取值的对应关系,取C=0.01μF,则K=100/(fcC)=4。查快速设计手[4]册得出K=1时每节
7、的电阻值及电容值,再将这些电阻值乘以4,就得到设计的MFB巴特沃斯有源低通滤波器的应选电阻、电容值,如表1所示。表1MFB巴特沃斯有源低通滤波器的应选电阻、电容值K=1滤波节R1/kΩR2/kΩR3/kΩC1/nFC2/nF第1节8.38016.76115.113100.01第2节3.6817.3613.441100.1第3节2.8082.8083.007100.3第4节2.8202.8201.911100.47K=4滤波节R1/kΩR2/kΩR3/kΩC1/nFC2/nF图28阶无限增益多路反馈巴特沃斯有源低通滤
