基于OrCAD16_3的有源滤波器优化设计

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有源滤波器的设计毕业设计论文

有源滤波器的设计毕业设计论文标题：基于有源滤波器的设计与优化摘要：有源滤波器是一种常见的信号处理电路，具有自身的强大功能和重要应用。

本论文通过对有源滤波器的原理和设计方法的理论研究，结合现有的电路设计工具和电子器件技术，对有源滤波器的设计与优化进行了探讨。

首先介绍了有源滤波器的基本原理，然后通过实例分析了常见的几种有源滤波器的设计方法，并讨论了设计过程中所需要考虑到的各种因素。

最后，对有源滤波器进行了性能分析与优化，通过仿真和实验验证了设计结果的有效性和可行性。

关键词：有源滤波器、设计、优化、信号处理、基本原理导言：有源滤波器是一种能够对输入信号进行频率选择性处理的电路，它能够增益或衰减其中一频段的信号，从而实现对信号的滤波作用。

随着电子技术的不断进步和应用的广泛性，有源滤波器在通信、音频处理、图像处理等领域中得到了广泛的应用。

因此，研究有源滤波器的设计与优化具有重要的理论和实际意义。

一、有源滤波器的基本原理二、有源滤波器的设计方法1.RC有源滤波器设计方法2.LC有源滤波器设计方法3. Sallen-Key有源滤波器设计方法三、有源滤波器设计考虑的因素四、有源滤波器的性能分析与优化对有源滤波器进行性能分析和优化是保证设计结果有效性的关键。

通过理论计算和电路仿真，可以得到滤波器的频率特性和时域响应等指标，并进一步调整滤波电路的参数以达到所需的滤波效果。

五、实验验证与结论通过搭建实验系统，对设计的有源滤波器进行实验验证，通过对比实验结果与设计要求的一致性，验证了设计的可行性和有效性。

通过实验结果的分析，得出了有源滤波器的性能优化措施和改进方向。

六、结论与展望通过本论文的研究，我们深入了解了有源滤波器的基本原理和设计方法，并通过实例分析和实验验证，得出了滤波器设计中需要考虑的各种因素，为今后有源滤波器的设计提供了有力的指导和借鉴。

在未来的研究中，可以进一步优化有源滤波器的电路结构和参数选取，提高滤波器的性能和稳定性。

毕业设计--基于ORCAD的模拟滤波器设计--论文

基于ORCAD的模拟滤波器设计摘要随着现代电子电路技术的发展，模拟滤波器已成为高精度大规模集成电路中的一个基本模块，滤波器参数选择的好坏将在一定程度上影响整个系统的工作稳定性和噪声指标的好坏。

电流模式滤波器的出现于电压模式滤波器之后，它与传统模式的电压模式滤波器相比具有低输入阻抗，高输出阻抗，波动范围大，功耗低，速度快，频带宽，非线性失真小等优点。

因此，本文选择对基于电流控制传送器的模拟滤波器设计。

由于滤波器参数，种类繁多，计算和设计都有一定困难。

近年来随着CAD 和EDA技术的不断发展，为我们分析和设计有源滤波器提供了简单、快捷的方法。

ORCAD正是这样一种电路分析软件。

本文是基于ORCAD的电流模式的模拟滤波器设计。

首先，以二阶带通滤波器的分析优化为例，阐述了用ORCAD对模拟滤波器电路进行分析和优化的过程，给出了具体的分析优化的操作步骤、性能分析曲线、优化结果。

然后，应用电流模式模拟滤波器的设计方法设计出适用于单片集成的滤波器电路，最后，采用ORCAD进行分析、仿真和优化调整。

关键词：滤波器，电流控制传送器， ORCAD 仿真， ORCAD优化The design of Analog Filters Based on ORCADABSTRACTWith the development of modern electronic circuit technology, Analog Filter has become a basic module in high-precision VLSI. The choice of filter parameters will greatly affect the stability and noise indicators quality of the whole system. Current-mode filters turn up after the voltage-mode filters. Current-mode filters，comparing with voltage-mode filters, have following advantages: Low input impedance and high output impedance, big fluctuation range, low power consumption, quick speed, long frequency bandwidth, little non-linear error propagation properties, small non-linear distortion. Therefore, the present paper chooses to design current pattern filter.The calculation and design of filters is every difficult because of numerous parameters and kinds. In recent years, with the CAD and EDA technology developed, the various circuit analysis software functions become more powerful.A simple and quick method was provided for anglicizing and designing APF. ORCAD is such circuit analysis software. This paper is the design of simulation filter based on ORCAD. Firstly, taking the optimization analysis of a second-order band-pass filter for example, the procedure of Optimization by using ORCAD software was demonstrated. Analysis steps of optimize operating, the curve of performance analysis, and optimization results were presented in the paper. Then, filters circuits which are used the single chip integrated were designed by the design methods of current mode filters. Finally, by ORCAD software their performances were analyzed, simulated and optimized.KEY WORDS：Filters ,Current controlled conveyor, Simulation using ORCAD,Optimizing by ORCAD目录前言 (1)第一章滤波器与ORCAD电路优化过程 (3)§1.1滤波器的分类与传输函数 (3)§1.1.1 滤波器的分类 (3)§1.1.2 滤波器的传输函数 (3)§1.2滤波器的主要参数 (5)§1.3ORCAD对滤波器电路的分析与优化 (5)§1.3.1 ORCAD对滤波器电路分析 (6)§1.3.2 ORCAD对电路参数的优化 (8)第二章滤波器的设计方法 (13)§2.1元件替代法设计可调谐电流低通滤波器 (13)§2.2多环反馈电流模式N阶滤波器设计 (16)§2.2.1 系统结构图实现 (16)§2.2.2 N阶低通滤波器的生成 (17)§2.2.3 N阶高通滤波器的生成 (18)§2.3设计实例说明 (20)§2.4电流模式线性组合法 (24)§2.4.1 系统结构框图实现 (25)§2.4.2 滤波器分析 (25)第三章滤波器的仿真与调整 (28)§3.1各种通用滤波器的实现 (28)§3.2各种通用滤波器的仿真 (29)§3.3滤波器的逼近与调整 (29)§3.3.1 滤波器的逼近 (29)§3.3.2 滤波器的调整 (31)结论 (33)参考文献 (34)致谢 (36)附录 (37)前言滤波器是一种能使有用信号顺利通过而同时对无用频率信号进行抑制或衰减的电子装置。

基于电荷泵锁相环的有源环路滤波器的设计

基于电荷泵锁相环的有源环路滤波器的设计刘健余【摘要】Loop filter is a key module of the phase-locked loop,it often uses active filter to tune the broadband high-voltage VCO.The paper discusses the basic principles of charge-pump phase-locked loop,then analyzes the structure of the active loop filter and the effects of filter to PLL performance,and derivates the design methods of an active loop filter parameters.The third-order active loop filter is designed according to the subject,and simulated the phase-locked loop system performance using ADS tools,the results coincide with the theory.The experimental results show that the designed filter can satisfy the requirements of the subject,and verify the correctness of this method.%环路滤波器是锁相环中的一个关键模块,对宽带高压VCO进行调谐时,常采用有源滤波器。

在论述了电荷泵锁相环基本原理的基础上,对有源环路滤波器的结构以及滤波器对锁相环性能的影响进行了分析,推导出有源环路滤波器参数的设计方法。

基于OrCAD16_3的有源滤波器优化设计

第10卷第3期南阳师范学院学报Vo.l 10No 32011年3月Journa l o fNanyang Nor m alUn iversity M ar .2011收稿日期:2010-12-01作者简介:李华洋(1975-),河南南阳人,讲师,主要从事光学方面的研究.基于OrCAD 16.3的有源滤波器优化设计李华洋(南阳师范学院物理与电子工程学院,河南南阳473061)摘要:在电路的设计中参数的优化非常重要.利用O rC A D16.3软件对一个带通滤波器进行了参数优化设计,并得到了满足要求的交流特性函数值和交流特性曲线.介绍了O pti m ize r 有关功能的使用方法与使用中的一些经验.关键词:多目标优化设计;O rCAD;有源滤波器中图分类号:TN 911.71 文献标识码:A 文章编号:1671-6132(2011)03-0033-04在电子电路的设计过程中,为了使电路的某些目标参数(如滤波器带宽和中心频率)满足苛刻的要求,需要对电路中的电阻、电容等参数的值进行精心选择,使得一个或者多个目标参数都能够满足设计要求,这个过程称为电路的优化设计.EDA 软件常用的参数扫描工具无法满足优化设计的要求,一方面电路的元器件参数非常多,各个参数对于目标函数的影响大小不同;另一方面每个参数与目标函数之间往往存在复杂的非线性关系,因此即使只有一个目标函数,人工也难以确定参数扫描的起止数值和步长,即使对各个参数采用非常大的扫描数据量和扫描次数,也难以得到理想的设计结果.所以必须借助计算机强大的分析与计算能力,利用专门的数学分析与计算工具Opti m izer对电路进行优化设计[1].1 优化设计引擎Opti m izer 工具采用多种优化计算与分析程序(又称优化引擎)来一步一步地修改电路器件参数值,使每一步得到的电路目标参数值逐步接近优化设计所要求的值.1.1 单目标优化Opti m izer 对单目标优化可以在 Opti m izer 工具窗口执行 Ed it\Pro file Setti n gs 子命令,显示与优化引擎相关的参数设置,通过One Goa l 栏选择算法,点击 M i n i m ize 选择导数法,或点击 Least Squares 选择最小二乘法.1.2 多目标优化对于多目标函数的优化设计,Or CAD 软件提供了4种优化引擎,分别是改进的最小二乘法(M LSQ:M odified Least Squares Quadratic)、最小二乘法(LSQ:Least Squares Q uadratic)以及随机引擎(Rando m eng i n e)和离散引擎(D iscrete eng i n e)[2].最小二乘法引擎的优化思路是找最小的整体误差,做电路的最佳化分析;改进的最小二乘法引擎:用在目标函数及Constraint 的最佳化分析里,用较少的仿真模拟去做电路的最佳化分析;随机引擎:随机取样参数的集合,并做多次的仿真来对电路做最佳化分析;离散引擎:通常在利用其他引擎进行优化设计以后,再启动离散引擎,使用由高级分析提供的(例如:电阻Resistor-5%)或是用户自定的元器件参数表格,让Para m eter 选定与优化结果要求最接近的商品化元器件系列标称值.对于实际电路的优化设计,一般使用默认的引擎就可以得到满意结果.如果得到的优化结果不能满足要求,也可以根据电路的复杂程度,分别选择这些引擎进行优化设计,比较得到的结果,选择合适的优化引擎,最后使用离散引擎找到与优化结果要求最接近的商品化元器件系列标称值[3].这里以有源带通滤波器为例来说明利用最新版本的O r CAD16.3软件的优化设计模块Opti m izer 进行优化设计的过程.2 优化设计的过程2.1 标准优化过程优化前的电路如图1所示.对该电路进行交流分析ACSw eep,然后进行电路性能分析(如图2所示),得到3分贝带宽band南阳师范学院学报第10卷w ith(V (out),3)的数值是508k ,3分贝中心频率centerfrequency(V (out),3)的数值是348k .这也是优化设计的初始值.如图3所示.建议优化之前先进行灵敏度分析,分析结果如图4所示.找到对电路输出特性影响最大的几个参数,在灵敏度分析窗口选中这些参数然后点右键选择 send to Opti m izer ,直接把灵敏度分析的结果发送给优化设计模块Opti m izer.图4 灵敏度分析结果几个参数影响由大到小的顺序是C 1,R 1,R 3,R 4,R 5C 2,R 2.要求上面两个特征值从508k /348k 优化到200k~280k /180k~200k 的最小最大值区间.选择S tandar d 进行标准优化,仅进行2次优化就达到优化目标区域,优化过程如图5所示.实际得到的两个数值是266k /184k ,如图6所示.图5优化过程的误差图图6 优化完成以后得到的两个特性函数值优化以后的各个电阻、电容参数分别是:C 1=1 7112nF ,R 1=1 0075k,R 3=473 3524k ,R 4=1 7366k ,R 5=930 077k ,C 2=1 0001pF ,R 2=1 0016k .34第3期李华洋:基于O rCAD16.3的有源滤波器优化设计2.2 离散引擎优化上面优化得到的数值其实并不是市场可以买到的商品电阻、电容元件的实际值.选择离散引擎进行优化可以得到商品化元器件参数值.当然也可以使用近似的商品化元器件参数值,不过需要在修改电路各参数数值以后重新分析一下看看优化以后的电路特性参数是否满足要求[2].在使用前面三种优化引擎中的一种进行优化以后,在Opti m izer 窗口中点击 edit 菜单,点击 profile se tti n gs 在 engine 栏选择 discrete ,然后进行进一步的优化,得到符合商品化数值的电阻、电容参数数值.C 1=1 8nF,R 1=1k,R 3=470,R 4=1 8k,R 5=910,C 2=1pF ,R 2=1k .3 采用曲线拟合方法对电路进行优化设计很多情况下不但电路性能参数数值需要满足要求,电路的某些参数曲线也需要通过优化来满足特定形状的要求,这个过程称为曲线拟合.优化设计模块Opti m izer 提供了曲线拟合的功能[2].在优化设计窗口里点击 Curve Fit 进入表格区,通过曲线扫描的方式优化指标,运用曲线拟合的方法,采用曲线的一组数据值,使优化设计结果与目标曲线要求相吻合.在此过程中还可以在Probe 窗口中动态显示出每一次优化得到的波形向作为优化目标的参考波形逼近的情况.下面是采用曲线拟合方法对电路进行优化设计的过程,优化对象是函数DB(V (out))和P (V (out)).先选用一个标准的DB(V (out))和P (V(out))曲线,然后选中曲线拟合选项 Curve F it .优化之前的电路各个参数数值分别是:C 1=1N ,C 2=1P ,R 1=R 2=10k ,R 3=R 4=R 5=1k ,优化以前电路DB (V (ou t))和P (V(out))的波形为图7所示.图7 优化以前电路DB(V (out))和P (V (out))的波形优化以后DB (V (out))和P (V (out))需要达到的目标曲线为图8所示.图8 优化以后DB(V (out))和P (V (out))需要达到的目标波形选定两个目标曲线所在文本文件名字和曲线名字,分别填入Re ferenceFile 和W avefor m 栏,如图9所示.图9 选定目标曲线的文本文件点击运行 ,进行9次优化即达目标,优化过程如图10所示.图10 曲线拟合优化过程的误差图曲线拟合优化以后的各个参数值为下面图11中Current 一栏所示.图11 曲线拟合优化以后的各个参数值35在曲线拟合优化过程中,Probe 窗口动态显示每次优化得到的DB (V (out))和P (out)的波形曲线与目标曲线的对比图[4].下面图12为第9次优化得到的波形曲线对比图:图12 第9次优化得到的波形曲线对比图最后再次使用离散引擎进行优化,得到符合商品化数值的电阻电容参数数值.R 1=10k ,R 2=3k ,R 3=820,R 4=1.5k ,R 5=820,C 1=100pF ,C 2=0 3pF .作为对比,我们利用AA 高级分析工具先对电路进行灵敏度分析,找到对3分贝带宽影响最大的几个器件R 3,R 4,C 1,R 1,R 5,然后使用参数测绘仪进行参数扫描分析.每个参数至少需要取10个数值,则总共需要进行10000次分析,但是O r CAD 软件中理想参数测绘仪的最大一次扫描次数为500次,当超过500次时,在输出窗口会出现错误信息提示,分析也将停止.因此根本无法利用参数扫描的方法进行优化设计,更不能利用它进行曲线拟合[5].需要注意的是,设置的优化目标数值不能与原始数值相差太大(相差100倍以上),否则电路元器件参数的变化范围太大可能超出规定的变化范围(原始数值的0.1~10倍),软件将报错并且停止优化进程.遇到这种情况可以分几步优化,让优化目标数值与初始值的差距设置得小一些,每步优化成功以后再以此为初始值进行下一步优化,这样就可以得到理想的优化结果.4 结论对于复杂的电路设计工作,由于元器件众多,特性函数数值要求很严格,无法利用手工计算或者参数扫描的方法得到符合要求的电路参数数值.电路EDA 软件Or CAD 提供的优化工具Opti m izer 很好地解决了这个问题,使得设计人员只需要正确设置优化选项就能够得到满意的优化结果,从而极大地提高电路设计的效率与电路的工作性能.参考文献[1] 刘明山.电子电路CAD 与O rCAD 技术[M ].北京:机械工业出版社,2009.[2] 谭阳红,蒋文科,何怡刚.基于O rCAD16.0的电子电路分析与设计[M ].北京:国防工业出版社,2008.[3] 王辅春,刘明山,迟海涛,雷治林.从实例中学习O rCAD [M ].北京:机械工业出版社,2006.[4] 罗批,滕建辅,郭继昌.使用O rCAD 优化电子线路参数的探讨[J].电子测量与仪器学报,2001,15(4):35-39.[5] 曾志华,等.带通滤波器的优化设计和可制造性分析[J].西安电子科技大学学报:自然科学版,2003,30(1):66-69.(下转第50页)[M].北京:中国农业出版社,1994:1-6.[2] 庄炳昌.中国野生大豆研究二十年[J].吉林农业科学,1999,24(5):3-10.[3] 李光发,黄文,曲刚,等.野生大豆籽粒吸水性的探讨[J].大豆科学,1994,13(4):376-379.[4] 杨期和,尹小娟,叶万辉.硬实种子休眠的机制和解除方法[J].植物学通报,2006,23(1):108-118. [5] 国家技术监督局.农作物种子检验规程GB/T3543.6-1995[M].北京:中国标准出版社,1995. [6] 姜慧新.浓硫酸处理对黄河三角洲野大豆发芽效果的影响[J].草业科学,2005,22(11):58-59.[7] 陈辉,张文明,张磊,等.合肥地区野生大豆硬实破除方法的研究[A].合肥:安徽农业科学院作物所,2008.[8] 曹帮华,翟明普,郭俊杰.不同硬实程度的刺槐种子活力差异性研究[J].林业科学,2005,41(2):46. [9] 徐本美,孙运涛,孙超,等.硬实种子高活力性状的研究[J].种子,2005,24(8):44-47.[10]郭彪,雷金芝,马景林.大豆硬实的形成及不同品种硬实率调查[J].现代化农业,2002(7):6.[11]牛连杰.浅析种子发生硬实的原因及影响硬实形成的因素[J].种子世界,2004(9):32.[12]乔亚科,李贵兰,高书国,等.不同处理方法对野生大豆种子萌发的影响[J].河北职业技术师范学院学报,2002,16(3):8-9.The effects of different treat m ent on the ger m i n ation of w ild soybean seedsZ HANG Na i qun,LI Zhen,WANG Run zhong(S chool of L i f e Sciences and T echnology,Nanyang N or m al University,Nanyang473061,China)A bstract:W ith the t w o m et h ods about sand gri n di n g treat m ent and98%su lfuric ac i d to dea lw ith the w ild soy bean seeds,t h e paper researched the i m pact about t h e seeds ger m i n ation.The seeds w ere gri n ded w ith sand for 2m in and i n cubated at25 fo r7days.The experi m ental result sho w ed that the treat m ent could i m prove the ger m inati o n rate si g n ificantly.The seeds w ere treated w ith98%concentrated sulfuric ac i d for2m i n,4m i n,6 m i n,8m in,10m i n,20m i n,30m i n,40m i n,50m i n,60m i n,then i n cubated at25 .Conti n uous observation for7days.The resu lt sho w ed that the seed ger m i n ation rate w as i m proved w hich under the50m i n of concentrat ed su lfuric acid treat m en,t and reached the98%ger m i n ation rate.K ey words:w ild soybean;concentrated sulfuric ac i d;grind;ger m i n ation rate;ger m inati o n i n dex(上接第36页)Opti m al design of active filter based on O rCAD16.3LIH ua yang(Schoo l o f P hysics and E lectronic E ng ineering,N anyang N or m al Universit y,N anyang473061,China)A bstract:The opti m izi n g of para m eter is very i m portant i n circuit desi g n.Th is arti c le i n tr oduces a opti m a l desi g n i n g of an active band pass filter w ith O r C AD16.3,and resu lts i n satisfy i n g characteristic f u nction va l u e and characteristi c curve o f the c ircu it.The m ethod of opti m izing and the techn i q ue of opti m izer i s also i n troduced. K ey words:m ultiob jective opti m izati o n desi g n;OrC AD;active filter。

基于OrCAD软件低通滤波器的设计

3 实际电路调试结果搭建电路进行调试, 电路输入信号为幅度 2 04 m V, 频率为 5 Hz 的正弦波, 测量数据如表 1、2 所示。
表 1 实验测量数据（1）
表 2 实验测量数据（2）
从测量数据可以看出, 低通滤波器的增益为 79 2/ 20 4= 3.8 8, 截至频率处的振幅应为 , 从表中可以查出是 20.4 Hz。
应用科技
基于 O rC AD 软件低通滤波器的设 1 ( 1.解放军信息工程大学, 河南郑州 450003;
2.陕西省人民政府对外联络办公室 , 陕西西安 710018; 3.河南省广播电视发射台 , 河南郑州 450003)
[参考文献]
[1 ] 陈东 . Or C A D 电路设计 [M]. 北京: 国防工业出版社 ,2 0 0 4 . [2 ] J. L. 希尔本 ,D. E . 约翰逊 . 有源滤波器设计手册 [M]. 北京: 地质出版社,1 9 8 0 .
图 1 低通滤波器基本电路
可看出是由两个完全相同的二阶 VCVS 型低通滤波器组成的。给定截至频率 fc、增益 K, 设计一个四阶低通滤波器的二阶滤波节
的步骤如下:
1) 从参考书的附录 I 相应表格中查出归一化系数 B 和 C。
2) 选定 C2 的标称值 ( 最好近似于 10 /fc μF 数值) , 并满足下式
[ 摘要] 电路的分析与设计需要良好的仿真软件, O rCAD 软件可以进行电路静态工作点计算、小信号直流传输函数计算、直流扫描分析、交流扫描分析、瞬态分析、傅立叶分析、参数扫描分析、灵敏度分析及最坏情况分析等各类计算和分析, 可以观察到变量的各种波形及数据列表, 功能非常强大。 [ 关键词] OrCAD; 低通滤波器; 仿真

有源滤波器设计

有源滤波器设计有源滤波器是一种电子滤波器，利用放大器的放大特性进行信号的频率选择性处理。

它具有放大和滤波功能，能够增强信号的强度并且滤除不需要的频率分量。

本文将介绍有源滤波器的设计原理和步骤。

有源滤波器的设计涉及到放大器的选择、滤波器类型的选择、设计计算和电路调试等方面。

下面将详细介绍这些步骤。

首先，选择合适的放大器。

有源滤波器使用放大器对信号进行放大和滤波，因此需要选择一个适合的放大器。

常见的有源滤波器放大器的类型有运算放大器、差分放大器和仪器放大器等。

根据设计需求选择放大器的增益、带宽、输入阻抗、输出阻抗等性能指标，并且要考虑放大器的稳定性和可靠性。

第二步是选择滤波器类型。

有源滤波器有很多种类型，如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。

根据设计要求，选择适合的滤波器类型。

对于不同类型的滤波器，其频率响应和特性有所不同，需要根据实际需求进行选择。

第三步是进行设计计算。

根据滤波器的类型和设计要求，进行具体的电路设计计算。

根据设计要求，可以计算出放大器的放大倍数、电路的截止频率、频带宽度等参数。

需要考虑到滤波器的阻抗匹配问题，使得输入和输出阻抗能够适应实际应用中的要求。

接下来是电路的实际搭建和调试。

根据设计计算的结果，搭建实际的滤波器电路。

在搭建电路的过程中，需要注意正确连接电路元件，避免出现接错或接反的情况。

完成搭建后，进行电路的调试工作。

首先进行电路的初步测试，检查电路是否工作正常。

然后通过实际测试和调整，进一步改进电路的性能，确保满足设计要求。

最后，进行电路性能测试和评估。

使用信号发生器和示波器等仪器对滤波器的性能进行测试，包括放大倍数、频率响应、幅度失真和相位失真等指标。

根据测试结果进行性能评估，对滤波器的性能进行分析和改进。

总之，有源滤波器设计是一个综合性的工程，需要综合考虑放大器的选择、滤波器类型的选择、设计计算和电路调试等方面的问题。

通过合理的设计和调整，可以实现满足特定要求的滤波器电路。

orcad16.3

Orcad 16.3介绍Orcad是一款电路设计软件，由Cadence Design Systems 开发。

它提供了一套完整的电路设计和仿真工具，能够帮助工程师设计并验证各种类型的电路。

Orcad 16.3是Orcad系列软件中最为经典的版本之一。

它在前一版本的基础上进一步改进了功能，并且增加了一些全新的特性。

本文将对Orcad 16.3的特点和功能进行详细介绍。

功能特点1. PCB设计Orcad 16.3具有强大的PCB设计功能。

它提供了完整的设计流程，从原理图设计到PCB布局，再到生成制造文件。

使用Orcad 16.3，设计工程师可以通过直观的界面绘制原理图，并设置元件属性和连接规则。

然后，可以将原理图转换为PCB布局，并进行关键元件的布置和布线。

Orcad 16.3还支持自动布线功能，能够根据设计规则和约束自动优化布线。

2. 仿真和分析Orcad 16.3提供了广泛的仿真和分析功能，可以帮助工程师验证电路的性能和正确性。

使用Orcad 16.3，工程师可以进行各种类型的仿真，如直流、交流、噪声和混合信号仿真。

它支持多种仿真模型，如SPICE模型和行为模型，可以满足不同类型电路的仿真需求。

除了仿真功能，Orcad 16.3还提供了强大的分析工具。

工程师可以对电路进行时域、频域、边缘和参数sweep等分析。

通过这些分析，工程师可以深入了解电路的工作原理和性能。

3. 元件库Orcad 16.3包含了丰富的元件库，可以满足不同类型电路的设计需求。

元件库中包含了各种常用的元件，如电阻、电容、电感和晶体管等。

此外，Orcad 16.3还支持用户自定义元件，可以根据用户的需求添加和编辑元件。

元件库中的元件都具有详细的参数和模型，可以直接用于电路设计和仿真。

这样，工程师可以快速搭建电路并进行验证。

安装和使用1. 安装Orcad 16.3安装Orcad 16.3时，需要按照官方提供的安装步骤进行操作。

它可以在Windows操作系统上运行，并支持32位和64位系统。

有源电力滤波器设计

有源电力滤波器设计有源电力滤波器是一种能够去除电力系统中电压谐波和电流谐波的装置，可以保证电力系统正常运行和电力设备的稳定工作。

本文将介绍有源电力滤波器的设计原理、结构及其应用情况。

一、有源电力滤波器的设计原理有源电力滤波器的设计是基于功率电子器件的控制和调节，利用电力电子元器件的瞬态响应和调节灵活性，对电力信号进行处理和控制。

其主要原理是通过产生具有相反相位的电压信号，将原电路中的电压谐波和电流谐波直接抵消，从而达到滤除谐波的目的。

有源电力滤波器的控制需要引入控制电路，包括负载侧电流控制和滤波器控制两部分。

负载侧电流控制通过电流控制器对滤波器输出电流进行调节，以保证负载侧电路稳定。

滤波器控制是对滤波器电压进行控制，在保证滤波器输出的电流稳定的同时，可以有效地抑制电压谐波和电流谐波。

二、有源电力滤波器的结构有源电力滤波器主要由功率电子器件（如IGBT、MOSFET 等）和控制电路组成，其结构分为三个部分：模块化电源部分、滤波器部分和控制部分。

模块化电源部分主要用来提供滤波器所需的电源，可以选择不同的电源类型，如普通的交流电源或直流电源。

滤波器部分包括功率电子元件和滤波器电容，用于滤除电力系统中的谐波。

控制部分则包括微处理器、电路板和传感器等，用于控制电源模块的输出电压以及控制滤波器的输出状态。

三、有源电力滤波器的应用情况有源电力滤波器的应用非常广泛，可以被广泛应用于电力设备、电力系统和电网中。

在电力设备中，有源电力滤波器可以用于电机驱动、电动机启动和变频器等方面；在电力系统中，有源电力滤波器可以保证电力系统稳定并防止电力负荷过大；在电网中，有源电力滤波器可以有效地防止电组合系统中的谐波，并保持电力系统稳定、清洁和有序。

总的来说，有源电力滤波器是一种非常重要的电力滤波器，在现代电力系统和电力设备中应用越来越广泛，对保障电力设备和电力系统的正常运行至关重要，未来还会有更加广泛的应用。

基于PSCAD的并联型有源电力滤波器系统的仿真研究

CHINA ELECTRICAL EQUIPMENT INDUSTRY
最成熟的一种谐波电流方法，本文所用的谐波电流检测正是采用的该方法。该方法的原理如图2所示[7]。
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（Active Power Filter，APF）作为一种动态抑制谐波的电力电
子装置得到了很大发展[1]。在设备研制过程中由于并联型有
is is eess
iicc
逆变主电路
iiLL
非线性负载
APF
指令电流运算电路
源电力滤波器系统结构复杂、控制参数不确定等原因，仿真
i*c＊c
研究尤为必要，对理论分析发挥着越来越大的作用。本文采
源、非线性负载（谐波源）和APF三部分组成。系统的仿真参数为：输入电压U s=380V，负载为阻性负荷R =10Ω的三相整流桥，滤波器直流侧电容C =1000μ F，APF交流侧滤波电感 L =4mH，有源电力滤波器功率开关器件开关频率f =10kHz。
由于整个系统的对称性，仅给出A相的仿真结果波形，其中图4为电网A相的负载电流和APF补偿后的电源电流。因为非线性负载的影响，电网A相负载电流波形出现严重畸变。补偿后电流从波形可以看出正弦波。图5为A相谐波检测电流和实际补偿电流，补偿电流几乎可以实时跟踪谐波电流。图6中给出了直流侧电容电压的波形，可以看出电压很
电路后，得到与e a同相位的正弦信号sinωt 和对应的余弦信号
-cosωt ，这两个信号与i a，i b，i c经C 32变换后得到的i α，i β一

基于OrCADPSpice有源低通滤波器设计

基于OrCADPSpice有源低通滤波器设计要求：⒈设计一个截止频率fo为1000HZ的1阶有源低通滤波器（提示：集成运放使用μА741、取电容C=0.01uf，其他元件参数自行考虑）。

要求：①设计的电路、标明元件参数；②在OrCAD/PSpice平台上完成上述设计及仿真，测试1阶电路对应的幅频特性曲线。

⒉设计一个截止频率fo为1000HZ的2阶有源低通滤波器（提示：集成运放使用μА741、设计系数α=1.414，即Q=0.707、R1=R2=R,C1=C2=C,取电容C=0.01uf，其他元件参数自行考虑）。

要求：①设计的电路、标明元件参数；②在OrCAD/PSpice平台上完成上述设计及仿真，测试2阶电路对应的幅频特性曲线。

书写Ppice实践练习报告（自行）。

（一）Ppice简介Ppice是由SPICE （SimulationProgramwithIntergratedCircuitEmphai）发展而来的用于微机系列的通用电路分析程序。

Ppice软件是一个通用的电路分析程序，它可以仿真和计算电路的性能。

由于该软件提供了丰富的元件库，使得各种常用元器件随手可得，在软件上我们可以搭接任何模拟和数字或者数模混合电路。

该软件使用的编程语言简单易学，对电路的计算和仿真快速而准确，强大的图形后处理程序可以将电路中的各电量以图形的方式显示在计算机的屏幕上，就像一个多功能、多窗口的示波器一样。

电路设计软件有很多，它们各有特色。

如Protel和Tango，它对单层/双层电路板的原理图及PCB图的开发设计很适合，而对于布线复杂，元件较多的四层及六层板来说ORCAD更有优势。

但在电路系统仿真方面，PSPICE可以说独具特色，是其他软件无法比拟的，它-1-是一个多功能的电路模拟试验平台，PSPICE软件由于收敛性好，适于做系统及电路级仿真，具有快速、准确的仿真能力。

Ppice软件具有如下功能：(1)直流特性分析包括电路的静态工作点分析；直流小信号传递函数值分析；直流扫描分析；直流小信号灵敏度分析。

基于ORCAD_Pspice16.3的RC有源模拟滤波器设计与仿真

ORCAD电子电路分析与设计题目：RC有源模拟滤波器设计与仿真学号: 1203609045专业: 12级通信工程姓名: 王其庆学院: 民生学院基于RC 有源模拟滤波器设计与仿真引言随着数字化进程的不断推进，数字滤波器越来越广泛的应用在各个领域之中。

但是模拟滤波器凭借自身的优势仍然有很高的研究价值。

所有数字系统的前端，一般需要一个对微弱信号预处理的部分；在抽样量化之前，还需要一个对信号最高频率进行限制的处理。

这些都只能使用模拟滤波器。

RC 有源滤波器是模拟滤波器中最实用、应用范围最广泛的滤波器。

其标准化电路的种类很少，仅使用及R 、C 元件，因此非常便于集成，这给推广应用带来革命性影响。

因为不使用电感、特别是大型电感，也因为运放在性能的飞速提高的同时价格却一降再降，所以在成本方面有源滤波器已经变得比无源滤波器还有优势。

本文基于这一点介绍了两种常用RC 有源滤波器的结构，以基于实现巴特沃斯逼近的带通波器设计为例，完成了其设计过程，并利用电子仿真软件Pspice 进行了仿真。

1、OrCAD/Pspice16.3简介对于仿真技术而言，目前最流行的是以美国伯克利分校开发的Spice 为核心的仿真软件，而以Spice 为核心开发的最好的仿真软件是OrCAD/Pspice16.3。

它之所以流行就是因为他能很好地运行在PC 平台上且能很好地进行模拟数字混合信号的仿真，而且能解决很多设计上的实际问题。

OrCAD16.3在以前版本的基础上扩展了许多功能，包括供设计输入的OrCADCaptureR ，供类比与混合讯号模拟用的PspiceRA/DBasics ，供电路板设计的 OrCADLayoutR 以及供高密度电路板自动绕线的SPECCTRAR 4U 。

新加入的SPECCTRA ，用以支援设计日益复杂的各种高速、高密度印刷电路板设计。

OrCAD/PSpice 16.3软件的功能特点有：（1）对模拟电路不仅可进行直流、交流、瞬态等基本电路特性分析，而且可进行参数扫描分析和统计分析。

基于MATLAB的有源三相滤波器的设计毕业设计精品

基于MATLAB的有源三相滤波器的设计基于MATLAB的有源三相滤波器的设计东北大学本科毕业设计（论文）毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书基于MATLAB 的三相滤波器的设计摘要电能作为现代社会的重要能源之一，广泛应用于工农业生产、人民生活、国防科技等各个领域。

随着电力电子技术的发展，大量的非线性负载和各种整流设备被广泛的应用于各行各业，使电网谐波含量大大增加，电能质量下降。

所以，抑制谐波污染、改善供电质量成为迫切需要解决的问题。

目前，随着电力电子技术的飞速发展，采用有源电力滤波器动态抑制谐波成为重要的发展方向，它能克服传统LC 滤波器的缺陷。

有源电力滤波器是一种新型谐波、无功补偿装置，和传统的LC 滤波器相比，有源电力滤波器可以对谐波、无功以及负序电流实现实时、准确的补偿。

因此，有源电力滤波器有广阔的应用前景，进行有源电力滤波器的研究和开发工作具有非常重要的意义。

本文以并联电压型有源电力滤波器作为研究对象，系统地分析了并联电压型有源电力滤波器的工作原理、补偿特性等问题。

深入研究了基于瞬时无功功率理论的p q -法、基于瞬时无功功率理论下的改进型谐波电流检测的p q i i -法，对并联型有源电力滤波器的三角波载波控制、电流滞环跟踪控制等电流控制策略进行了研究，并对传统的电流滞环跟踪控制进行了改进，同时引入直流侧电压反馈控制环节，以保证有源电力滤波器具有良好的补偿跟随特性，通过理论分析比较了各自的特点。

本文还利用MATLAB/SIMULINK 进行有源三相滤波器的仿真，仿真结果表明，有源电力滤波器能够对谐波电流起到了较好的补偿作用，具有较好的动态补偿特性。

关键词：有源三相滤波器、谐波电流、瞬时无功功率理论、MATLAB目录毕业设计（论文）任务书 (I)摘要 (II)MATLAB-based three-phase filter design ............... 错误！未定义书签。

ORCAD上机实验_有源带通滤波器设计

电子电路CAD与OrCAD 上机实验有源带通滤波器设计
实验目的设计一个中心频率为 50Hz 的窄带有源滤波器，学习电路优化设计方法, 给出电路仿真分析结果。
实验内容
（1）电路设计利用运放（uA741、LM324）设计一个有源带通滤波器，要求中心频率为 50Hz 、窄带。（2）计算机仿真、参数调整利用 OrCAD 作电路仿真，及优化设计，调整、确定各电路元件参数。（3）电路分析设计参数确定后，对于所设计的电路进行静态工作点分析、直流分析、交流分析，给出仿真分析曲线，并讨论分析结果。
4
C3 3 0.1u
U2A +
12Vdc
Vo
V+
0
1
30k 11
OUT 2 LM324
V5 0.5Vac 0Vdc C1 0.1u R3 60k
V-
V2
12Vdc R5 14k R4 8k
0
0
附加
有源滤波电路
滤波器的功能：对频率进行选择 ,过滤掉噪声和干扰信号，保留下有用信号。有源滤波器实际上是一种具有特定频率响应的放大器。滤波器的分类：
2

通带通带测评阻 2 阴碍碍
通带测评

1
阻
U U
o
R
U
i
1 2 1 ( ) 0
C
Uo

1
i
0.707
此电路的缺点：
1、带负载能力差。
0

2、无放大作用。
3、特性不理想，边沿不陡。
0
截止频率
2.一阶有源低通滤波器
RF R1
+ +

有源滤波器的OrCAD分析与设计方法

有源滤波器的OrCAD分析与设计方法
范爱平
【期刊名称】《电测与仪表》
【年(卷),期】2001(038)005
【摘要】用电路分析软件OrCAD/PSpice 9能够方便、快捷地分析各种有源滤波器的频率响应,并能定量分析电路指标随某一元器件参数的变化关系,从而为设计电路、选择元器件参数、优化电路设计等提供可靠的理论根据.本文通过几个典型实例,较详细地说明了用OrCAD/PSpice9软件分析和设计有源滤波器的具体方法和步骤.
【总页数】3页(P34-36)
【作者】范爱平
【作者单位】山东大学自动化系
【正文语种】中文
【中图分类】TN713
【相关文献】
1.并联型有源滤波器的重复学习控制策略参数分析与设计 [J], 王盼;刘飞;孙建军;查晓明
2.基于OrCAD16.3的有源滤波器优化设计 [J], 李华洋
3.OrCAD/PSpice优化模块Optimizer在有源滤波器设计辅助教学中的应用 [J], 赵威威;余先伦
4.一个简易调光灯电路的OrCAD仿真分析与设计 [J], 张衡;杨育霞;郑亚楠;刘国栋
5.一种555定时器应用电路的OrCAD分析与设计方法 [J], 刘春娟
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基于OrCAD16.3的有源滤波器优化设计

基于OrCAD16.3的有源滤波器优化设计
李华洋
【期刊名称】《南阳师范学院学报》
【年(卷),期】2011(010)003
【摘要】在电路的设计中参数的优化非常重要.利用OrCAD16.3软件对一个带通滤波器进行了参数优化设计,并得到了满足要求的交流特性函数值和交流特性曲线.介绍了Optimizer有关功能的使用方法与使用中的一些经验.
【总页数】5页(P33-36,50)
【作者】李华洋
【作者单位】南阳师范学院物理与电子工程学院,河南南阳,473061
【正文语种】中文
【中图分类】TN911.71
【相关文献】
1.基于FPGA的混合有源滤波器和并联有源滤波器的性能分析 [J], 孙尧;李汉挺;张西中
2.基于遗传算法的有源滤波器LCL输出滤波器优化设计 [J], 武健;马骁;侯睿;徐殿国
3.基于菌群-粒子群算法的混合有源滤波器中无源滤波器多目标优化设计 [J], 李圣清;李永安;罗晓东;曾黎琳;何政平
4.基于自适应并行遗传算法优化设计的有源滤波器 [J], 张志美;宋国航;李春菊;王洪刚;乔双
5.基于遗传算法的有源滤波器优化设计 [J], 唐艳;蔡钧;胡学龙
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