【文章內(nèi)容簡介】 器件。 全屏：電路工作區(qū)全屏。 放大：將電路圖放大一定比例。 縮?。簩㈦娐穲D縮小一定比例。 等功能的快捷方式。 Multisim 的元器件庫 multisim10提供了豐富的元器件庫，元器件庫欄圖標(biāo)和名稱如下圖 。 圖 Multisim的元器件庫 Fig Multisim Components library 用鼠標(biāo)左鍵單擊元器件庫欄的某一個圖標(biāo)即可打開該元件庫。從左向右依次為電源 /信號源庫、基本器件庫、二極管庫、晶體管庫、模擬集成電路庫、 TTL數(shù)字集成電路庫、 CMOS數(shù)字集成電路庫、 數(shù)字器件庫、數(shù)?；旌霞呻娐穾?、指示器件庫、電源器件庫、其他器件庫等。 Multisim 儀器儀表庫 儀器儀表庫的圖標(biāo)及功能如圖 。 7 圖 Multisim儀器儀表庫 Fig Multisim Instrumentation library 論文主要工作 、研究現(xiàn)狀、進(jìn)行了 Multisim 軟件的簡單介紹，主要說明軟件特點(diǎn)。軟件功能及論文的主要工作。 、高通、帶通、帶阻濾波器仿真單元電路 設(shè)計任務(wù)及 要求 根據(jù)要求完成具有高通、低通、帶通、帶阻功能的濾波器電路的仿真設(shè)計，配置與調(diào)試。 1. 截止頻率可調(diào) 2. 選擇電路方案，完成對確定方案電路的設(shè)計。 3. 利用 Multisim 仿真設(shè)計電路原理圖，確定電路元件參數(shù)、掌握電路的工作原理并仿真實現(xiàn)其系統(tǒng)功能。 4. 調(diào)試得出結(jié)論并按要求格式完成畢業(yè)設(shè)計畢業(yè)論文。 8 第二章 具有基本功能的濾波器的種類與仿真設(shè)計 對于幅頻響應(yīng)，通常把能夠通過的信號頻率范圍定義為通帶，而把受阻或衰減的信號頻率范圍稱為阻帶，通帶和阻帶的界限頻率叫做截止頻率。 理想濾波電路在通帶內(nèi)應(yīng)具有零衰減 的幅頻響應(yīng)和線性的相位響應(yīng)，而在阻帶內(nèi)幅度衰減到零。按照通帶和阻帶的相互位置不同，濾波電路通?？煞譃橐韵聨最悾旱屯V波器、高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器等濾波電路。其理想的的幅頻特性如圖 所示 我們把通帶與阻帶的分界點(diǎn)的頻率稱為截止頻率或轉(zhuǎn)折頻率。上圖中 f0、 f f2 均為截止頻率，其中 f f2 分別稱為上限和下限截止頻率； Au 為通帶的電壓放大倍數(shù)。 低通濾波電路 一階有源低通濾波器電路簡單，幅頻特性衰減斜率只有 20dB/10oct（十倍頻程），因此在 f0 處附近選擇性差，希望衰減斜率越陡越好，只有增加濾波器的階數(shù)來實現(xiàn)。 電路設(shè)計分析 二階有源低通濾波器電路原理圖如圖 所示 （ a）低通濾波器 （ b）高通濾波器 （ c）帶通濾波器 （ d）帶阻濾波器 圖 濾波器的理想幅頻特性 Figure filter ideal amplitudefrequency characteristic 通 阻 阻 通 阻 通 阻 通 阻 通 ｆ ｆ ｆ ｆ f0 f0 f1 f2 f1 f2 20lg|Au| 20lg|Au| 20lg|Au| 20lg|Au| RF 9 通過分析發(fā)現(xiàn)，二階有源低通濾波器電路的輸入、輸出信號關(guān)系為 式中 : 傳遞函數(shù)中出現(xiàn) w的二次項，故稱為二階濾波器。階數(shù)越高，幅頻特性曲線越接近理想濾波器。 元器件選取及電路組成 （ 1）元器件選取 仿真電路所用元器件及選取途徑如下。 1. 電源 VCC和 VEE： Place Source→ POWER_SOURCES→ VCC/VEE. 2. 接地： Place Source→ POWER_SOURCES→ GROUND,選取電路中的接地。 3. 信號源： Place Source→ SIGNAL_VOLTAGE_SO→ AC_VOLTAGE. 4. 電阻： Place Basic→ RESISTOR,選取 、 、 10kΩ 。 5. 電容： Place Basic→ CAPACITOR，選取 47nF。 6. 運(yùn)算放大器（ 3554BM）： Place Analog→ OPAMP→ 3554BM。 7. 虛擬儀器：從虛擬儀器欄調(diào)去波特圖儀。 （ 2）電路組成 + — + ∞ R C C R R1 Uo 圖 二階有源低通濾波器電路原理圖 Fig Secondorder active lowpass filter circuit schematic Ui 10 將選擇好的運(yùn)算放大器 3554BM、直流電源、信號源、電阻、電容、波特圖儀等放置在仿真軟件工作窗口合適的位置，創(chuàng)建二階有源低通濾波器仿真電路，如圖 所示 圖 二階有源低通濾波器仿真電路 Fig Secondorder active lowpass filter simulation circuit 仿真分析 （ 1）二階有源低通濾波器的幅頻特性及仿真電路 啟動仿真，單擊波特圖儀，可以看見二階有源低通濾波器的幅頻特性曲線，如圖 所 示 11 圖 二階有源低通濾波器的幅頻特性曲線 Fig amplitude frequency characteristic curve of secondorder active lowpass filter （ 2）二階有源低通濾波器的 AC Analysis 利用 AC Analysis（交流分析）功能可以分析二階有源低通濾波器電路的頻率特性。分析步鄹如下 1) 單擊 Options→ Sheet Proterties 命令，再打開的對話框的 Circuit 選項卡中選中 Show All 選項 2) 單擊 Simulate→ Analysis→ AC Analysis 菜單命令，將彈出 AC Analysis 對話框，進(jìn)入交流分析狀態(tài)。 3) 選擇設(shè)置合適的參數(shù)進(jìn)行仿真。 4) 單擊 Simulate 按鈕即可進(jìn)行仿真分析，仿真分析結(jié)果如下圖 。 圖 二階有源低通濾波器電路的頻率特性 12 Fig frequency characteristics of the secondorder active lowpass filter circuit 仿真分析總結(jié) 利用具有先進(jìn)功能的 Multisim 仿真軟件分析二階有源低通濾波電路。先對濾波電路進(jìn)行對應(yīng)的參數(shù)設(shè)置，構(gòu)建電路原理圖。再在仿真軟件界面構(gòu)建電路仿真圖。利用波特圖儀及 AC Analysis 可以分析二階有源低通濾波電路的頻率特性、幅頻特性及相頻特性。可以得知濾波電路的截止頻率。與理論得出的截止頻率相比較，兩者相符合。得證 !應(yīng)用仿真軟件 Multisim 進(jìn)行電路的仿真設(shè)計節(jié)省了大量的工作時間，可以直接方便的驗證電路方案是否正確。仿真正確后可以直接制版做電路，很好的控制了成本。 高通濾波電 路 電路設(shè)計分析 高通濾波器與低通濾波器作用正好相反，它允許高于截止頻率的信號通過。二階高通濾波器如下圖 所示： 圖 二階高通濾波器電路原理圖 Fig Secondorder highpass filter circuit schematic 由圖可見，它是有兩節(jié) RC 濾波電路和同相比例放大電路組成，其特點(diǎn)是輸入阻抗高，輸出阻抗低。 二階有源高通濾波器 (1)通帶增益 Avp (2)傳遞函數(shù) Av（ s） 13 (3)頻率響應(yīng) Av 由以上公式可以 得出其幅頻特性曲線如下圖 所示 圖 二階有源高通濾波器幅頻特性曲線圖 Fig amplitudefrequency characteristic curve of secondorder active highpass filter 元器件選取及電路組成 （ 1）元器件選取 仿真電路所用元器件及選取途徑如下。 1．接地： Place Source→ POWER_SOURCES→ GROUND,選取電路中的接地。 2．信號源： Place Source→ SIGNAL_VOLTAGE_SO→ AC_VOLTAGE. 3．電阻： Place Basic→ RESISTOR,選取 20kΩ 、 10kΩ 。 4．電容： Place Basic→ CAPACITOR，選取 10nF。 5．運(yùn)算放大器（ OPAMP_3T_VIRTUAL）： Place Analog→ OPAMP→ OPAMP_3T_VIRTUAL。 6．虛擬儀器：從虛擬儀器欄調(diào)去波特圖儀 XBP1。 （ 2）電路組成 14 將選擇好的運(yùn)算放大器 OPAMP_3T_VIRTUAL、交流電源、信號源、電阻、電容、波特圖儀等放置在仿真軟件工作窗口合 適的位置，創(chuàng)建二階有源高通濾波器仿真電路，如圖 所示 圖 二階高通濾波電路 F