电子技术彭延峰等:用Multisim分析二阶低通滤波器电路156用Multisim分析二阶低通滤波器电路彭延峰1,刘习春1,彭志华2(1.湖南师范大学物理与信息科学学院湖南长沙410081;2.南华大学数理学院湖南衡阳421001)摘要:以Multisim为平台分析了二阶低通滤波器电路。使用虚拟示波器等虚拟元件,采用交流分析方法和参数扫描分析方法仿真分析了二阶低通滤波器电路的工作特性,及各元件参数对输入输出特性的影响,并演示了Multisim中虚拟仪器及各种分析方法的使用。仿真得到了该电路在低频状态下的通带电压放大倍数AUP=2,电路的截止频率fP=14814952Hz。仿真结果与理论计算相符。关键词:Multisim;二阶低通滤波器电路;电子电路仿真分析;虚拟示波器;交流分析;参数扫描分析中图分类号:TM13文献标识码:B文章编号:10042373X(2008)172156203AnalysisofSecondOrderLow2passFilterCircuitUsingMultisimPENGYanfeng1,LIUXichun1,PENGZhihua2(1.CollegeofPhysicsandInformationScience,HunanNormalUniversity,Changsha,410081,China;2.SchoolofMathematicsandPhysics,UniversityofSouthChina,Hengyang,421001,China)Abstract:Inthispaper,secondorderlow2passfiltercircuitisanalyzedbasedonMultisim.Withvirtualinstrumentsinclu2dingavirtualoscilloscope,theworkingcharacteristicsofsecondorderlow2passfiltercircuitandtheinfluencesofallinstru2mentsontheresultofoutputusingACanalysisandparameterscanninganalysisaredescribed.Further,thevirtualinstrumentsandanalysismethodsinMultisimaredemonstrated.Usingsimulationanalysis,passbandvoltagemagnificationofthesecondorderlow2passfiltercircuitinlowfrequencyrangeAUP=2,thecutofffrequencyofthecircuitfP=14814952Hz.Thesimula2tionresultsareinreasonableagreementwiththeoreticalvalues.Keywords:Multisim;secondorderlow2passfiltercircuit;electroniccircuitsimulationanalysis;virtualoscilloscope;ACanalysis;parametersweep1引言Multisim是加拿大InteractiveImageTechnolo2gies公司近年推出的电子线路仿真软件EWB(Elec2tronicsWorkbench,虚拟电子工作平台)的升级版[1]。Multisim为用户提供了一个集成一体化的设计实验环境。利用Multisim,建立电路、仿真分析和结果输出在一个集成菜单中可以全部完成。其仿真手段切合实际,元器件和仪器与实际情况非常接近。Multisim元件库中不仅有数千种电路元器件可供选用,而且与目前较常用的电路分析软件PSpice提供的元器件完全兼容[2]。Multisim提供了丰富的分析功能,其中包括电路的瞬态分析、稳态分析、时域分析、频域分析、噪声分析、失真分析和离散傅里叶分析等多种工具。本文以Multisim为工作平台,深入分析了二阶低通滤波器电路。利用Multisim可以实现从原理图到PCB布线工具包(如ElectronicsWorkbench的Ultiboard)的无缝隙数据传电子技术彭延峰等:用Multisim分析二阶低通滤波器电路1562电路设计由于一阶低通滤波器的幅频特性下降速率只有-20dB/10f,与理想情况相差太大,其滤波效果不佳[3]。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。电路结构如图1所示,此电路上半部分是一个同相比例放大电路,由两个电阻R1,Rf和一个理想运算放大器构成。R1与Rf均为16kΩ。下半部分是一个二阶RC滤波电路,由两个电阻R2,R3及两个电容C1,C2构成。其中R2,R3均为4kΩ,C1,C2均为011μF。电路由一个幅度为1mV,频率可调的交流电压源提供输入信号,用一个阻值为1kΩ的电阻作为负载。3理论分析3.1频率特性二阶低通滤波器电路的频率特性为[4]:输,且界面直观,操作方便[3]。AU(jω)=Uo(jω)=AUP2Ui(jω)1+j3ω+jω收稿日期:2008202226基金项目:湖南省教育厅资助项目(07C640)即:ω0ω0《现代电子技术》2008年第17期总第280期D电子技术应用ÐAU(jω)=AUP2(1)看出,在输入信号频率较大(如1kHz)时输出信号的幅1+j3ff0+jff0度明显小于输入信号的幅度。而低频情况下的理论计算结果AUP=2;即在低频情况下输出信号的幅度应为其中ω0=2πf0=1RC=2500r...