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用Multisim分析二阶低通滤波器电路

2019-12-13 18:19 必威体育 陌颜153°c
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4.2.1 通带电压放大倍数AUP的测量

4.2 交流分析(AC Analysis)

在Multisim软件的虚拟仪器栏中选择虚拟双踪示波器,将示波器的A、B端分别连接到电路的输入端与输出端(即图1中的1、3节点),再点击仿真按钮进行仿真,得到如下波形。

图2为输入信号频率为1 kHz,幅度为1 mV时二阶低通滤波器电路的输入输出情况。图中横坐标为时间,纵坐标为电压幅度。我们选择示波器扫描频率为1 ms/div。纵轴每格均代表1 mV,输出方式为Y/T方式。幅度大的为输入信号,幅度小的为输出信号。

当某元件的参数变化时,利用Multisim中的参数扫描分析功能可以得到电路输入输出特性的变化情况。

用Multisim分析二阶低通滤波器电路

二阶低通滤波器电路的频率特性为:

3.1 频率特性

3 理论分析

调节输入频率,使之分别为800 Hz,600 Hz,400 Hz,300 Hz,200 Hz,150 Hz,1 Hz。由虚拟示波器得到输入频率为1 Hz时的输出电压Uo1=2 mV,即AUP=2,与理论计算值相吻合。而输入频率为150 Hz时Uo2=1.5 mV。此时Uo2最接近截止时的输出电压UP=0.707Uo1=1.414 mV。这说明截止频率fP接近150 Hz。

采用类似方法,我们得到C2,R1,R2,R3和Rf对电路性能的影响如下:C2,R2和R3的变小均会引起电路的截止频率增大和通频带变宽。而C2,R2和R3的变化对电压增益的影响不大。R1与输出电压幅度成反比,Rf与输出电压幅度成正比,但R1和Rf的变化不影响电路的频率特性。

由于一阶低通滤波器的幅频特性下降速率只有-20 dB/10 f,与理想情况相差太大,其滤波效果不佳。为了加快下降速率,使其更接近理想状态,提高滤波效果,我们经常使用二阶RC有源滤波器。采取的改进措施是在一阶的基础上再增加一节RC网络。

停止Multisim仿真分析(Multisim仿真分析与交流分析不能同时进行),在主菜单栏中simulate项中选择Analysis中的AC Analysis。参数设置如下:起始频率为1 Hz,终止频率为10 MHz,扫描方式使用十进制,纵坐标以dB为刻度,在Output variables中选择输出节点(即图1中节点3),然后点击simulate进行仿真分析,得到电路的幅频特性曲线如图3所示。

用Multisim分析二阶低通滤波器电路

由以上分析可知,Multisim中的仿真分析结果与理论计算结果十分接近。Multisim既是一个专门用于电子电路设计与仿真的软件,又是一个非常优秀的电子技术教学工具。Multisim应用于课堂教学,丰富了电子技术多媒体辅助教学的内容,是教育技术发展的一个飞跃。Multisim以其具有的开发性、灵活性、丰富性、生动性、实时交互性和高效性等功能特征,极大地丰富了电子电路的教学方法,拓展了教学内容的广度和深度,为提高电子技术教学质量提供了又一个有效手段。

4.2.2 通频带截止频率fP的测量