【正文】 數(shù)的不同時(shí)帶通濾波器有什么不同，我又設(shè)計(jì)了方案三，在這個(gè)方案中我設(shè)計(jì)的是壓控電壓源帶通濾波器，這個(gè)濾波器的 Q=10，是由兩個(gè)Q=10 的壓控電壓源帶通濾波器組成。 方案三的電路是由兩個(gè)方案一的電路組成，其基本原理同方案一。同相端和地之間接一個(gè)等于 R3的電阻使直流失調(diào)減到最小 有表 可得截至頻率 cf 與電容 C 的關(guān)系如下表 所示 ： 表 濾波器截止頻率 cf 與電容 C 的對應(yīng)關(guān)系 截止頻率 cf 單位 HZ 110 10 210 210 310 電容 C 110 10 210 210 310 截止頻率 cf 單位 HZ 310 410 410 510 510 610 電容 C ( F? 300pF ) () F? (68010)pF 濾波器的快速設(shè)計(jì)方法 ： ① 根據(jù)截止頻率 cf ，從表 中選擇一個(gè)電容 C 的標(biāo)稱值（單位 uf），使其滿河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 方案的設(shè)計(jì) 21 足 100CK fC? ②從設(shè)計(jì)表 中查出與 VA 對應(yīng)的電容值及 K=1 時(shí)得電阻值。 Q=5 時(shí)壓控電壓源帶通濾波器、 Q=5 時(shí)的無限增益多反饋帶通濾波器及 Q=10時(shí)的無限增益多反饋帶通濾波器設(shè)計(jì)步驟和 Q=10時(shí)的壓控電壓源帶通濾波器的設(shè)計(jì)步驟相同。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Multisim的仿真結(jié)果及分析 23 5 Multisim 的仿真結(jié)果及分析 仿真軟件 Multisim 的介紹 自從加拿大 Interactive Image Technologies 公司推出了 EDA 軟件工具Electronics Workbench 后，該軟件不斷得到改進(jìn)與升級，用戶越來越多。 ② Q=5 時(shí)的仿真圖 : 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Multisim的仿真結(jié)果及分析 25 圖 Q=5時(shí)的壓控電壓源帶通濾波電路的幅頻特性曲線 圖 Q=5時(shí)壓控電壓源帶通濾波電路的交流分析圖 結(jié)果分析： 由圖 可直接看出 該電路的中心頻率 f0=≈ 1KHz,又有圖可知， dBAV ? 計(jì)算得出 AV=≈ 2，經(jīng)驗(yàn)證，該電路基本上符合題目的要求。 方案 三 的仿真及結(jié)果分析 圖 Q=10時(shí)的 四階 壓控電壓源帶通濾波電路的幅頻特性曲線 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Multisim的仿真結(jié)果及分析 30 圖 Q=10時(shí) 四 階 壓控電壓源帶通濾波電路的交流分析圖 結(jié)果分析：由圖 f0=≈ 1KHz,又有圖可知， dBAV ? 計(jì)算得出 AV= 大約等于 4，該電路的增益基本上是二階電路的二倍，即等于兩個(gè)電路相乘。為了解決上述問題，我們必須要采用濾波電路，這就是這次 畢業(yè)設(shè)計(jì) 的意義所 在。首先要衷心地感謝我的指導(dǎo)老師陳老師，您嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，開闊的思維，循循善誘的指導(dǎo)一直給我很大的幫助。特別是陳老師一直以來對我的鼓勵(lì)和支持，跟我一起討論我們共同的興趣愛好，并在我陷入困境的時(shí)候給予我最 中肯的指點(diǎn)，大學(xué)里有這位恩師的存在讓我少走了很多彎路。 。人生是那么的不確定，學(xué)生絕對不會(huì)甘于平庸和妥協(xié)。在論文的不斷修改中，我也努力做到及時(shí)積極地跟陳老師交流，因?yàn)槲矣X得這樣可以使得我的論文更加完善。最后這次設(shè)計(jì)也讓我跟好的掌握了濾波器的特性，特別是帶通濾波器的特性及實(shí)現(xiàn)，讓我接觸到了很多在模電書中沒有深入了解的知識，如 Q 品質(zhì)因數(shù)，傳遞函數(shù)，巴特沃斯特性和切比雪夫特性。 由圖 可以比較 出帶通濾波器的階數(shù)與過渡帶有關(guān)，階數(shù)越高 帶通濾波器的 過渡帶越小 ，幅頻特性曲線越平緩，越接近理想的帶通濾波器 。 還可以求出放大倍數(shù)為 ≈ 2。 Multisim 提供了全面集成化的設(shè)計(jì)環(huán)境，完成從原理圖設(shè)計(jì)輸入、電路仿真分析到電路功能測試等工作。 ② 該電路都采用了壓控型濾波器。 ③ 實(shí)驗(yàn)調(diào)整并修改電容、電阻值，測量濾波器的性能參數(shù)，繪制幅頻特性曲線。在設(shè)計(jì)中，如果僅由截止角頻率 CW ，帶內(nèi)增益 VA 及品質(zhì)因數(shù) Q 這三個(gè)數(shù)求出電路中的所有 R、 C 元件的值，是相當(dāng)困難的。低通濾波器提供限截止頻率，高通濾波器提供下河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 方案的設(shè)計(jì) 19 限截止頻率，二者結(jié)合出現(xiàn)通頻帶。 LM324 的引腳排列見圖 。并且電容 C3原來是接地的，改為接到輸出端，形成集成運(yùn)算放大器的正反饋。在這里主要介紹壓控電壓源型高通濾波器。即［ dB／ 10oct］ 。對于帶通濾波器，通常把中心頻率 f0 和河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 技術(shù)指標(biāo)及參數(shù)介紹 7 帶寬 B 之比稱為濾波器的品質(zhì)因數(shù) Q。 ①紋波幅度 d 在一定頻率范圍內(nèi)，實(shí)際濾波器的幅頻特性可能呈波紋變化，其波動(dòng)幅度 d與幅頻 特性的平均值 A0 相比，越小越好，一般應(yīng)遠(yuǎn)小于 3dB。其中有 n 個(gè) RC 濾波環(huán)節(jié)就為 n 階濾波，越多越好。注意： 要將高通的下限截止頻率設(shè)置為小于低通的上限截止頻率。對于任意輸入信河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 緒論 4 號 ??txa ，系統(tǒng)的輸出 ??tya 可以卷積表示： ? ? ? ? ? ? ??? dtxhty aaa ??? ???? = ? ? ? ????? ?? ??? dthx aa (141) 上式表明在對線性濾波器系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)域分析時(shí)，采用了疊加原理，先將任意輸入信號波形分成不同時(shí)間的窄脈沖之和，再分別求出各個(gè)脈沖通過濾波器之后的響應(yīng)，并進(jìn)行線性疊加從而得到總的輸出信號。切貝雪夫?yàn)V波器與巴特沃斯濾波器進(jìn)行比較，切貝雪夫?yàn)V波器的通帶有波紋，過渡帶輕陡直，因此，在不允許通帶內(nèi)有紋波的情況下，巴特沃斯型更可?。粡南囝l響應(yīng)來看，巴特沃斯型要優(yōu)于切貝雪夫型，通過上面二圖比較可以看出，前者的相頻響應(yīng)更接近于直線。 帶阻濾波器：它抑制一定頻段內(nèi)的信號，允許該頻段以外的信號通過。 無源濾波器 ： 僅由 無源元件 (R、 L 和 C)組成的濾波器，它是利用電容和電感元件的 電抗 隨頻率的變化而變化的 原理 構(gòu)成的。 20世紀(jì) 50年代無源濾波器日趨成熟。 “波 ”是一個(gè)非常廣泛的物理概念，在電子技術(shù)領(lǐng)域， “波 ”被狹義地局限于特 指描述各種 物理量 的取值隨時(shí)間起伏變化的 過程 。隨著集成電路的迅速發(fā)展，用集成電路可很方便地構(gòu)成各種濾波器。濾波器在日常生活中非常重要，運(yùn)用非常廣泛，在電子工程、通信工程、自動(dòng)控制、遙測控制、測量儀器、儀表和計(jì)算機(jī)等技術(shù)領(lǐng)域，經(jīng)常需要用到各種各樣的濾波器。 濾波器，顧名思義，是對波進(jìn)行過濾的器件。 1917年美國和德國科學(xué)家分別發(fā)明了 LC濾波器，次年導(dǎo)致了美國第一個(gè)多路復(fù)用系統(tǒng)的出現(xiàn)。 濾波器的分類 ① 按所采用的 元器件 分為無源和 有源濾波器 兩種 無源濾波器和有源濾波器。 帶通濾波器：它允許一定頻段的信號通過，抑制低于或高于該頻段的信號、干擾和噪聲。 ε值越小，通帶起伏越 小，截止頻率點(diǎn)衰減的分貝值也越小，但進(jìn)入阻帶后衰減特性變化緩慢。這個(gè)函數(shù)從時(shí)域上反映了該濾波系統(tǒng)的傳輸特性。 帶通濾波器只允許在某一個(gè)通頻帶范圍內(nèi)的信號通過，而比通頻帶下限頻率低和比上限頻率高的信號均加以衰減或抑制。對于有源濾波器利用運(yùn)放實(shí)現(xiàn)放大作用，所以RC 環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)濾波功能。因此，在設(shè)計(jì)實(shí)際濾波器時(shí)，總是通過各種方法使其盡量逼近理想濾波器。在二階振蕩環(huán)節(jié)中， Q值相當(dāng)于諧振點(diǎn)的幅值增益系數(shù)， Q=1/2ξ（ξ —— 阻尼率）。對于遠(yuǎn)離截止頻率的衰減率也可用 10 倍頻程衰減數(shù)表示之。常用的有源二階高通濾波器電路有兩種形式，一種是無限增益多路負(fù)反饋有源二階高通濾波器電路，另一種是壓控電壓源（ VCVS）有源二階高通濾波器電路。 以上電路的信號從運(yùn)放的同相輸入端輸入，故濾波器的輸入阻抗很大，輸出阻抗很小，運(yùn)放和 R R8組成電壓控制電壓源，因此稱為壓控電壓源 LPF。兩個(gè)信號輸入端中， Vi（ ）為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端 Vo的信號與該 輸入端的 相 位相反； Vi+（ +）為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端 Vo的信號與該輸入端的相位相同。 具體電路如下： R17 8 . 7 k O h m _ 1 %R21 1 . 5 k O h m _ 1 %R35 . 7 6 k O h m _ 1 %R42 3 . 2 k O h m _ 1 %R52 3 . 2 k O h m _ 1 %U 1 AL M 3 2 4 A J *321141C12 0 n FC22 0 n FV E E 1 5 VV C C1 5 VV11 V 1 k H z 0 D e g R67 8 . 7 k O h m _ 1 %R71 1 . 5 k O h m _ 1 %R85 . 7 6 k O h m _ 1 %R92 3 . 2 k O h m _ 1 %R 1 02 3 . 2 k O h m _ 1 %U 2 AL M 3 2 4 A J *321141C32 0 n FC42 0 n FV E E 1 5 VV C C1 5 VXSC1A BGTXBP1IN O U T 圖 四階壓控電壓源帶通濾波電路 實(shí)現(xiàn)方案的原理分析 方案一由 壓控電壓源（ VCVS）有源二階低通濾 波器電路和壓控電壓源（ VCVS）有源二階高通濾波器電路組成。 有源濾波器的快速設(shè)計(jì)方法 在設(shè)計(jì)濾波器時(shí)，通常給定的性能指標(biāo)有截止頻率 cf 或截止角頻率 CW ，帶內(nèi)增益 VA ，以及濾波器的品質(zhì)因數(shù) Q。再將這些電阻值乘以 K，得電阻的設(shè)計(jì)值。 方案比較 方案一、方案二和方案三的比較： ① 方案一與方案二都是二階有源帶通濾波器，其幅頻響應(yīng)的斜率為 40dB/十倍頻。 該公司 1999 年推出的電路設(shè)計(jì)仿真工具 Multisim（ 版），目前在不斷升級完善。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Multisim的仿真結(jié)果及分析 26 圖 Q=5時(shí)壓控電壓源帶通濾波電路的波形圖 由圖 可知壓控電壓源帶通濾波器是從運(yùn)放的同相輸入端輸入的，輸入輸出波形同相。經(jīng)驗(yàn)證 ,在誤差允許的范圍內(nèi) 該電路基本上符合題目的要求。 通過這 次畢業(yè) 設(shè)計(jì)，我更好地認(rèn)識到了 Multisim7 軟件在電路仿真中的應(yīng)用。當(dāng)我對論文的思路感到迷茫時(shí)，您為我理清思路，指導(dǎo)我往一條比較清晰的思路上進(jìn)行 修改。陳老師，雖然學(xué)生沒有能力和膽量去實(shí)踐自己心中的夢想，但是您對我的寄語會(huì)一直在我的腦海里永存，有理想就有希望，有希望就能看到理想實(shí)現(xiàn)的那一