基于multisim的多功能濾波器電路的仿真畢業(yè)設(shè)計(編輯修改稿)
2025-02-12 13:05 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 Multisim儀器儀表庫 Fig Multisim Instrumentation library 論文主要工作、研究現(xiàn)狀、進行了Multisim軟件的簡單介紹，主要說明軟件特點。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。 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。（a）低通濾波器（b）高通濾波器（c）帶通濾波器（d）帶阻濾波器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。20lg|Au|20lg|Au|20lg|Au|20lg|Au|f2f1f2f1f0f0ｆｆｆｆ通阻通阻通阻通阻阻通 濾波器的理想幅頻特性Figure filter ideal amplitudefrequency characteristic我們把通帶與阻帶的分界點的頻率稱為截止頻率或轉(zhuǎn)折頻率。上圖中f0、ff2均為截止頻率，其中ff2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RFUi+—+∞RCCR R1 UoFig Secondorder active lowpass filter circuit schematic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。（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,、10kΩ。5. 電容：Place Basic→CAPACITOR，選取47nF。6. 運算放大器（3554BM）：Place Analog→OPAMP→3554BM。7. 虛擬儀器：從虛擬儀器欄調(diào)去波特圖儀。（2）電路組成將選擇好的運算放大器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， Fig Secondorder active lowpass filter simulation circuit（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， 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，進入交流分析狀態(tài)。3) 選擇設(shè)置合適的參數(shù)進行仿真。4) 單擊Simulate按鈕即可進行仿真分析。 二階有源低通濾波器電路的頻率特性 Fig frequency characteristics of the secondorder active lowpass filter circuit利用具有先進功能的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?？梢缘弥獮V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。： 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）(3) 頻率響應(yīng)Av Fig amplitudefrequency characteristic curve of secondorder active highpass filter （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）電路組成將選擇好的運算放大器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
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