【正文】 四年的培育，不僅使我學(xué)到了很多新知識(shí)，更重要的是，使我建立起了一套完整的科學(xué)思考觀，正是有了這樣科學(xué)的分析和思考問(wèn)題的方式，才能使我解決畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的一系列問(wèn)題，同時(shí)這在我以后的生活、學(xué)習(xí)和工作中也將起到舉足輕重的作用。在此過(guò)程中難免存在一些錯(cuò)誤和不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予批評(píng)和指正。在此，對(duì)其他給予幫助的老師們表示我誠(chéng)摯的謝意，對(duì)給予幫助的同學(xué)們表示衷心的感激和謝意。 本文是在導(dǎo)師陳英老師的悉心指導(dǎo)下完成的，導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、正直坦蕩的為人風(fēng)范是我受益匪淺。通過(guò)此次設(shè)計(jì)我對(duì)自己所學(xué)基礎(chǔ)理論、專(zhuān)業(yè)知識(shí)和基本技能進(jìn)行了綜合的檢驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)在以往的傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式下，我們可能會(huì)記住很多的書(shū)本知識(shí)，但是通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)了如何將學(xué)到的知識(shí)轉(zhuǎn)化為自己的東西，學(xué)會(huì)了怎么更好地處理知識(shí)和實(shí)踐相結(jié)合的問(wèn)題。 通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多知識(shí)，跨越了傳統(tǒng)方式下的教與學(xué)的體制束縛，在論文的寫(xiě)作過(guò)程中，通過(guò)查閱資料和搜集有關(guān)的文獻(xiàn)，培養(yǎng)了自學(xué)能力和 動(dòng)手能力。因此可能誤差很大，但是能夠帶來(lái)很大的方便。 利用公式法設(shè)計(jì)有源二階帶阻濾波器，要求解多元高階方程組，若采用查表法求解電路參數(shù)，就簡(jiǎn)單得多。其他濾波器高階的振幅對(duì)角頻率圖和低階數(shù)的振幅對(duì)角頻率有不同的形狀。巴特沃斯濾波器的振幅對(duì)角頻率單調(diào)下降，并且也是唯一的無(wú)論階數(shù)，振幅對(duì)角頻率曲線都保持同樣的形狀的濾波器。一階巴特沃斯濾波器的衰減率為每倍頻 6分貝，每十倍頻 20分貝。 巴特沃斯濾波器的特點(diǎn)是通頻帶內(nèi)的頻率響應(yīng)曲線最大限度平坦，沒(méi) 有起伏，而在阻頻帶則下降為零。“巴特沃斯響應(yīng)”帶阻濾波器具有平坦的響應(yīng)特性、“切比雪夫響應(yīng)”帶阻濾波器卻具有更陡的衰減特性。懷著由簡(jiǎn)到難的心理，我勤勤懇懇地學(xué)習(xí)。從開(kāi)始報(bào)告、設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)過(guò)程以及報(bào)告書(shū)寫(xiě)等方面，老師的旁敲側(cè)擊給了我莫大的幫助，讓我的設(shè)計(jì)得以順利地完成。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 總結(jié) 28 總 結(jié) 經(jīng)過(guò)兩個(gè)多月的研究工作，通過(guò)在圖書(shū)館、互聯(lián)網(wǎng)上查閱有關(guān)資料，了解了濾波技術(shù)的起源和發(fā)展，并且加深了對(duì)有源帶阻濾波器的原理及功能的認(rèn)識(shí)。但無(wú)限增益多路反饋型濾波器的特性對(duì)參數(shù)變化比較敏感，在這點(diǎn)上它不如壓控電壓源型濾波器。 仿真結(jié)果對(duì)比分析 由以上仿真結(jié)果可知，兩種方案都可基本實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，在中心頻率為 1KHz的前提下，方案二更符合 要求。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） multisim仿真分析 26 圖 四階 電路幅頻特性及波形 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） multisim仿真分析 27 圖 四階電路交流分析圖 ② 結(jié)果分析 由圖 ： 20lgAv=，即 Av=，中心頻率 f0=969Hz；由波形仿真結(jié)果知： Av=Uo/Ui=，與二階相比電壓增益增大一倍，中心頻率及帶寬都不變。 比較圖 和 ， Q值越大，頻帶越窄，選頻特性越好。由圖 知 Av=Uo/Ui=。 3）不同 Q 值仿真結(jié)果比較 將圖 ， Q=2 時(shí)，通帶放大倍數(shù)較大，頻帶較窄，選頻特性較好。 2）理論值計(jì)算及分析 帶阻濾波器的中心角頻率 w0、電路的品質(zhì)因數(shù) Q和電路的增益 Av 分別為： 02120 f2RRC 1 ???? 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） multisim仿真分析 23 12 RR21Q ? 1AA upf ?? 由上述式子可畫(huà)出 不同 Q 值的幅頻特性曲線，經(jīng)過(guò)分析可得 Q 的大小對(duì)濾波電路的幅頻特性影響很大，當(dāng) Q= 時(shí)幅頻特性比較平坦，當(dāng) Q﹥ 幅頻特性會(huì)出現(xiàn)峰值現(xiàn)象。 從幅頻特性曲線可以看出，在中心頻率周?chē)?，頻率變化對(duì) Aup影響較大， Aup隨頻率增加而急劇減小和增大 ，中心頻率下輸出電壓接近于 0。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） multisim仿真分析 20 二階 電路仿真 方 案一 電路仿真結(jié)果 ① Q=2 仿真結(jié)果： 圖 方案一 Q=2幅頻特性曲線及波形圖 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） multisim仿真分析 21 圖 方案一 Q=2交流分析圖 ② Q= 仿真結(jié)果： 圖 Q= 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） multisim仿真分析 22 圖 方案一 Q= ③ 結(jié)果分析 1） 觀測(cè)幅頻特性 Q=2 時(shí) ,即 R1= ?k ， R2= ?k ， R3= ?k ， C1=C2=10nf,C3=20nf 時(shí)，由圖 知： Av=Uo/Ui=，由圖 ： 20lgAv=0dB，即 Av=1，中心頻率 f0=998Hz，電壓負(fù)反饋型帶阻濾波器的增益理論值為 1，中心頻率理論值為 1KHz，有一定的誤差。通過(guò)集成模擬數(shù)據(jù)庫(kù)及仿真測(cè)試，工程師可以減少失誤，縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，增加設(shè)計(jì)量。這一軟件通過(guò)橋接普通設(shè)計(jì)及測(cè)試工具來(lái)幫助設(shè)計(jì)工程師提高效率，縮短電子產(chǎn)品上市時(shí)間。 ③ 具有多種常用的虛擬儀表； ④ 與 NI公司相關(guān)虛擬儀器軟件的完美結(jié)合，提高了模擬及測(cè)試性能。通過(guò)仿真分析，不必構(gòu)造具體的物理電路，也不必使用實(shí)際的測(cè)試儀器，就可以基本確定電路的工作性能。與之前的軟件版本比較，其特點(diǎn)如下： ① 具有豐富的元器件庫(kù)； 該軟件為設(shè)計(jì)人員提供了大量的元器件庫(kù)，其中教育版提供了 13000 種，為學(xué)習(xí)者提供了虛擬的 3D 面包板實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和 3D 元器件庫(kù)，允許使用者搭建他們的電路圖并且在面包板上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)； 增加了微型控制器單元（ MCU）聯(lián)合仿真和先進(jìn)的外圍設(shè)備，允許使用者在 Spice模型電路中利用匯編語(yǔ)言控制 MCU工作。 系列設(shè)計(jì)套件是一種 緊密集成、終端對(duì)終端的解決方案。雖然它的界面、元器件調(diào)用方式、搭建電路、虛擬仿真、電路基本分析方法等還是沿襲了 EWB 的優(yōu)良傳統(tǒng)，但軟件的內(nèi)容和功能已大不相同，標(biāo)志著設(shè)計(jì)技術(shù)的一個(gè)根本轉(zhuǎn)變，工程師有了一個(gè)從采集到模擬，再到測(cè)試及運(yùn)用的緊密集成、終端對(duì)終端的電子設(shè)計(jì)解決方案。 2021 年以后，加拿大 IIT 公司已經(jīng)隸屬于美國(guó)國(guó)家儀器（ NI） 公司，美國(guó) NI公司于 2021 年初首次推出 版本。 具有多種功能，可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)與虛擬實(shí)驗(yàn)，并且設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)可以同時(shí)進(jìn)行，也可以 邊設(shè)計(jì)邊實(shí)驗(yàn)，修改調(diào)試方便；設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)用的元器件與測(cè)試儀表齊全，可以完成各種類(lèi)型的電路設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)；可方便地對(duì)電路參數(shù)進(jìn)行測(cè)試和分析；可直接打印輸出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、測(cè)試參數(shù)、曲線和電路原理圖；試驗(yàn)中沒(méi)有實(shí)際消耗的元器件，實(shí)驗(yàn)所需元器件的種類(lèi)和數(shù)量不受限制，實(shí)驗(yàn)成本低，試驗(yàn)速度快，效率高；設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)成功的電路可以直接在產(chǎn)品中使用。專(zhuān)業(yè)版的 支持 VHDL 和 Verilog 語(yǔ)言的電路仿真與設(shè)計(jì)。為了擴(kuò)充電路的測(cè)試功能，增加了瓦特儀、失真儀、頻譜分析儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀等測(cè)試儀表，而且所有儀表都允許多臺(tái)同時(shí)調(diào)用。與低版本的 EWB 相比較， 繼承了 EWB 的諸多優(yōu)點(diǎn)，并且在功能和操縱方法上有了較大改進(jìn)，極大地?cái)U(kuò)充了元器件數(shù)據(jù)庫(kù)，特別是大量新增的與現(xiàn)實(shí)元器件對(duì)應(yīng)的元器件模型，增強(qiáng)了仿真電路的實(shí)用性。除了這一點(diǎn)之外，電子仿真軟件 已經(jīng)相當(dāng)成熟和穩(wěn)定，是加拿大 IIT 公司在開(kāi)拓電子仿真軟件領(lǐng)域中的一個(gè)里程碑。它有十分豐富的電子元器件庫(kù)，可供用戶(hù)調(diào)用組建仿真電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；它提供 18 種基本分析方法，可供用戶(hù)對(duì)電子電路進(jìn)行各種性能分析；它還有多達(dá) 17 臺(tái)虛擬儀器儀表和 1 個(gè)實(shí)時(shí)測(cè)量探針，可以滿(mǎn)足一般電子電路的測(cè)試和實(shí)驗(yàn)。它允許用戶(hù)自定義元器件的屬性，可以把一個(gè)子電路當(dāng)作一個(gè)元件使用，并且建設(shè)了相關(guān)網(wǎng)站，為用戶(hù)提供元器件模型的擴(kuò)充和技術(shù)支持； 2021 年，公司 有對(duì) Multisim2021進(jìn)行了較大的改進(jìn)，升級(jí)為 ，增加了 3D元器件以及安捷倫的萬(wàn)用表、示波器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器燈仿實(shí)物的虛擬儀表，使得虛擬電子工作平臺(tái)更加接近實(shí)際的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。 EWB 軟件也在進(jìn)行不斷升級(jí)，國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的版本有EWB 、 EWB 發(fā)展到 版本以后， IIT 公司對(duì) EWB 進(jìn)行了較大的變動(dòng)。 EWB 建立在 SPICE基礎(chǔ)上，它具有以下突出的優(yōu)點(diǎn)： ① 采用直觀的圖形界面創(chuàng)建電路：在計(jì)算機(jī)屏幕上模仿實(shí)驗(yàn)室的工作臺(tái)，繪制 電路圖需要的元器件、電路仿真需要的測(cè)試儀器均可直接從屏幕上選??； ② 軟件儀器的控制面板外形和操作方式都與實(shí)物相似，可以實(shí)時(shí)顯示測(cè)量結(jié)果； ③ 軟件帶有豐富的電路元件庫(kù)，提供多種電路分析方法； ④ 作為設(shè)計(jì)工具，它可以同其他流行的電路分析、設(shè)計(jì)和制版軟件交換數(shù)據(jù)； ⑤ EWB 還是一個(gè)優(yōu)秀的電子技術(shù)訓(xùn)練工具，利用它提供的虛擬儀器可以用比實(shí)驗(yàn)室中更靈活的方式進(jìn)行電路實(shí)驗(yàn)，仿真電路的實(shí)際運(yùn)行情況，熟悉常用電子儀器測(cè)量方法。它幾乎能對(duì)電子技術(shù)課程中所有的基本電路進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，虛擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程和儀器操作方法與實(shí)際相似，但比實(shí)際方便、省時(shí)。它提供了仿真實(shí)驗(yàn)和電路分析兩種仿真手段，可用于模擬電路、數(shù)字 電路、數(shù)?；旌想娐泛筒糠謴?qiáng)電電路的仿真、分析和設(shè)計(jì)。 EWB 的特點(diǎn)是系統(tǒng)高度集成，界面直觀，操作方便，主要表現(xiàn)在元器件的選取、電路的輸入、虛擬儀表的使用以及進(jìn)行各種分析都可以在屏幕窗口直接操作，與實(shí)物一樣直觀。 EWB 的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)工作區(qū)好像一塊“面包板”，在上面可建立各種電路進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。 V1R1R2R3R4R5C1C2 U 1 AN E 5 5 3 2 P *32481V E E 1 5 VV C C1 5 VV E E 1 5 VU 2 AN E 5 5 3 2 P *32481V C C1 5 VX B P 1IN O U TX S C 1A BGTR6R7R8C3C4R9R 1 0R 1 1R 1 2U 3 AN E 5 5 3 2 P *32481U 4 AN E 5 5 3 2 P *32481V C C1 5 V V C C1 5 VV E E 1 5 V V E E 1 5 V 圖 四 階帶阻濾波電路 運(yùn)算放大器 NE5532的封裝介紹 NE5532 為雙放大器的運(yùn)放芯片，其管腳圖如圖 所示： 圖 NE5532管腳圖 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 硬件電路設(shè)計(jì) 16 第 1 管腳是第一級(jí)放大器的輸出端； 第 2 管腳是第一級(jí)放大器的反相輸入端； 第 3 管腳是第一級(jí)放大器的同相輸入端 ； 第 4 和第 8管腳分別為負(fù)直流源和正直流源輸入端； 第 7 管腳為第二級(jí)放大器的輸出端； 第 6 管腳是第二級(jí)放大器的反相輸入端； 第 5 管腳是第二級(jí)放大器的同相輸入端。巴特沃斯型無(wú)限增益多路負(fù)反饋型帶阻濾波器 Q 值高，可用電位器代替 R6 進(jìn)行調(diào)整，改變 R4 可調(diào)整 BW 而 不影響 f0，到地的直流通路已由 R4完成。