无源高通滤波电路设计和Multisim仿真
无源滤波器的设计及仿真研究
无源滤波器的设计及仿真研究无源滤波器是一种滤波器，以被动元件（电阻、电感、电容等）构成，不需要外部电源驱动。
它在许多电子电路中被广泛应用，可以对电路信号进行滤波、放大、衰减等处理。
在本篇文章中，我们将介绍无源滤波器的设计及仿真研究方法。
首先，无源滤波器的设计需要确定滤波器的类型和特性。
常见的无源滤波器类型包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
根据实际需求选择合适的滤波器类型。
其次，根据设计要求和滤波器类型选择合适的滤波器传输函数。
传输函数可以决定滤波器的频率响应特性。
常见的传输函数有巴特沃斯(Butterworth)、切比雪夫(Chebyshev)、椭圆(Elliptic)等。
接下来，根据选择的传输函数和滤波器类型，推导滤波器的网络结构。
无源滤波器的网络结构可以通过阻抗转换、阶梯电阻网络和π型网络等方法实现。
设计完成后，使用电路仿真软件进行无源滤波器的仿真研究。
常用的电路仿真软件有Multisim、PSPICE、LTspice等。
通过仿真研究，可以验证设计的滤波器的性能是否符合要求，进一步优化设计。
在电路仿真软件中，可以设置滤波器的输入信号和理想频率响应，然后观察输出信号的频率响应特性。
根据仿真结果，可以进行一系列的分析和优化，例如：调整电路元素数值、改变滤波器阶数、改变滤波器类型等。
最后，对设计完成的滤波器进行实验验证。
通过实验测量滤波器的频率响应特性，与仿真结果进行比较，评估滤波器的性能。
若有差异，可以进一步对滤波器进行调整和优化。
总结起来，无源滤波器的设计及仿真研究可以分为确定滤波器类型、选择传输函数、推导网络结构、电路仿真研究和实验验证等步骤。
通过设计和仿真优化，可以得到性能符合要求的滤波器。
滤波的multisim仿真
滤波的Multisim仿真1. 引言在电子电路设计中，滤波器是一种常用的电路组件，用于去除信号中的噪声或者选择特定频率范围内的信号。
滤波器可以通过不同的滤波算法和电路结构来实现，其中Multisim是一款常用的电子电路仿真软件，可以用于设计和验证各种类型的滤波器。
本文将介绍如何使用Multisim进行滤波器的仿真。
首先会详细介绍Multisim软件的基本操作和界面布局，然后会以一个低通滤波器为例，演示如何利用Multisim进行仿真并分析其输出结果。
2. Multisim软件介绍Multisim是由美国国家仪器（National Instruments）公司开发的一款集成电路设计与仿真软件。
它提供了丰富的元件库和强大的仿真功能，能够帮助工程师们快速设计、验证和优化各种类型的电子电路。
Multisim软件具有直观友好的用户界面，可以轻松实现原理图绘制、参数设置、仿真运行等操作。
它支持多种不同级别的模型库，并且提供了多种仿真分析工具，如直流分析、交流分析、传递函数分析等，可以满足不同需求的设计和验证任务。
3. Multisim的基本操作3.1 界面布局Multisim的界面主要由以下几个部分组成：•工具栏：提供了常用的绘图工具和仿真控制按钮。
•元件库：包含了各种类型的电子元件，可以从中选择并拖放到原理图中。
•原理图编辑区：用于绘制电路原理图。
•参数设置区：用于设置元件的参数和仿真条件。
•输出窗口：显示仿真结果和错误信息。
3.2 元件选择与连接在Multisim中，可以通过从元件库中选择合适的元件，并将其拖放到原理图编辑区来构建电路。
常见的电子元件如电阻、电容、电感等都可以在Multisim中找到。
连接元件时，只需将鼠标指针移动到一个元件上的引脚上，并拖动至另一个元件的引脚上即可完成连接。
Multisim会自动判断引脚之间是否存在合适的连接关系，并进行连线。
3.3 参数设置与仿真运行在设计滤波器之前，需要为每个元件设置合适的参数。
RCR无源高通滤波器
4.结果分析
从交流分析的Cursor栏可知，当x1=0时，y1=0.5037（m的单位对应 ），x2=10时，y2=0.707，满足设计要求。
5.加负载电阻
模栏可以看出，加入负载电阻后滤波器的交流波形发生了变化，x2≈10HZ时，y2减小，即截止频率发生了右移。
无源高通滤波器设计及Multisim12仿真
1.设计要求
2.参数计算
f=0HZ时，Vout/Vin=0.5，有两个电阻构成分压电路，采用的是下图的结构，且R1=R2，设计时取f=10HZ时对应-3dB，因此f0=10/ =7.07HZ，在实际选取时R1，R2选小以减小负载电阻对滤波电路的影响，取R1=R2=1K，C= PF=22.5uF。
无源高通滤波器设计及multisim12仿真参数计算f0hz时voutvin05有两个电阻构成分压电路采用的是下图的结构且r1r2设计时取f10hz时对应3db因此f0102707hz在实际选取时r1r2选小以减小负载电阻对滤波电路的影响取r1r21kc结果分析从交流分析的cursor栏可知当x10时y105037m的单位对应10加负载电阻模型
6.改变电阻电容参数
模型：
改变R1、R2的阻值，使R1=R2 对应改变C1的阻值，使滤波器的截止频率不变
交流分析：
通过波形可知，当x2≈10HZ时，y2≈0.707，即加入负载电阻后滤波器的截止频率几乎不变。
7.结论
当滤波器的电阻远小于负载电阻时，滤波器的交流特性不会发生改变，这也是要做有源滤波的原因，因为有源滤波相当于负载无穷大，在选滤波电阻时不用考虑负载电阻的影响。
基于Multisim的有源滤波器设计与仿真
仿真结果
高阶滤波器（课后阅读）
SECTION 88 P473 期末课程设计率和品质因数
1、特征频率是使得系统频响表达式简介的特殊频率点，对二阶滤波 器而言，特征频率使得分母中实部为0； 2、品质因数Q定义为特征频率处增益的模除以中频增益的模；
用Q和特征频率f 0 表达截止频率f c
MATLAB计算公式K = sqrt(4*Q*Q-2+sqrt(4-16*Q*Q+32*Q*Q*Q*Q))/(2*Q);
基于Multisim的有源滤波器 设计与仿真
滤波器形态分类
模拟滤波器的实现方法-无源滤波
1、无源滤波器是只用无源器件组成的滤波器，如电阻、电容等； 2、适合大电压和电流以及超高频率；价格便宜，电路相对简单； 3、实现级联困难，受负载影响大。
有源滤波器
1、有源滤波器含有源器件，必须额外供电才能工作； 2、引入负反馈和放大环节，轻松实现较为复杂的滤波器，适合小信号和中低频 率段； 3、轻松实现级联，能够有效隔离负载对滤波器的影响。
4元件二阶SK型低通滤波器
滤波器设计1
1、二阶低通滤波器有三个关键参数 中频增益，特征频率f0以及品质因数Q ； 2、先确定电容，再确定电阻； 3、满足约束。
滤波器设计2-电阻电容的计算与约 束
滤波器设计3-举例
滤波器设计3-举例
滤波器设计3-举例
MATLAB数学计算
MULTISIM电路仿真
最详细最好的Multisim仿真教程
第13章Multisim模拟电路仿真本章Multisim10电路仿真软件，讲解使用Multisim进行模拟电路仿真的基本方法。
目录1. Multisim软件入门2. 二极管电路3.基本放大电路4.差分放大电路5. 负反馈放大电路6.集成运放信号运算和处理电路7.互补对称（OCL）功率放大电路8.信号产生和转换电路9.可调式三端集成直流稳压电源电路13.1 Multisim用户界面与基本操作Multisim用户界面在众多的EDA仿真软件中，Multisim软件界面友好、功能强大、易学易用，受到电类设计开发人员的青睐。
Multisim用软件方法虚拟电子元器件与仪器仪表，将元器件和仪器集合为一体，是原理图设计、电路测试的虚拟仿真软件。
Multisim来源于加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technologies，简称IIT公司）推出的以Windows为基础的仿真工具，原名EWB。
IIT公司于1988年推出一个用于电子电路仿真和设计的EDA工具软件Electronics Work Bench（电子工作台，简称EWB），以界面形象直观、操作方便、分析功能强大、易学易用而得到迅速推广使用。
1996年IIT推出了EWB5.0版本，在EWB5.x版本之后，从EWB6.0版本开始，IIT对EWB进行了较大变动，名称改为Multisim（多功能仿真软件）。
IIT后被美国国家仪器（NI，National Instruments）公司收购，软件更名为NI Multisim，Multisim经历了多个版本的升级，已经有Multisim2001、Multisim7、Multisim8、Multisim9 、Multisim10等版本，9版本之后增加了单片机和LabVIEW虚拟仪器的仿真和应用。
下面以Multisim10为例介绍其基本操作。
图13.1-1是Multisim10的用户界面，包括菜单栏、标准工具栏、主工具栏、虚拟仪器工具栏、元器件工具栏、仿真按钮、状态栏、电路图编辑区等组成部分。
Multisim电路仿真实验
仿真错误
遇到仿真错误时，首先 检查电路原理是否正确 ，然后检查元件库是否
完整。
界面显示问题
如果界面显示异常，可 以尝试调整软件设置或
重启软件。
导出问题
在导出电路图或仿真结 果时出现问题，检查文 件路径和格式是否正确
。
THANKS
分析实验结果，验证电路的功 能和性能是否符合预期。
如果实验结果不理想，需要对 电路进行调整和优化。
04
电路仿真实验分析
实验数据整理
1 2 3
实验数据整理
在Multisim中进行电路仿真实验后，需要将实验 数据导出并整理成表格或图表形式，以便后续分 析和处理。
数据格式
数据整理时需要确保数据的准确性和完整性，包 括电压、电流、电阻、电容、电感等参数，以及 仿真时间和波形图等。
数据存储
整理好的数据应妥善存储，以便后续查阅和引用。
数据分析与处理
数据分析
对整理好的实验数据进行深入分 析，包括参数变化趋势、波形图 特征等，以揭示电路的性能和特 性。
数据处理
根据分析结果，对数据进行必要 的处理，如计算平均值、求取标 准差等，以得出更准确的结论。
误差分析
分析实验数据中可能存在的误差 来源，如测量误差、电路元件误 差等，以提高实验的准确性和可 靠性。
Multisim软件
Multisim软件是进行电路仿真实验的核心工具，用户可以在软件中创建电路图、设置元件参数、 进行仿真实验等操作。
实验电路板
实验电路板是用来搭建实际电路的硬件设备，用户可以在上面放置电路元件、连接导线等，实现 电路的物理连接。
元件库
Multisim软件提供了丰富的元件库，用户可以从元件库中选择需要的元件，将其添加到电路图中 ，方便快捷地搭建电路。
基于Multisim的高通滤波器的设计与仿真分析
U觶 2=U觶 3=U觶 0，U觶 4=U觶 i
（10）
联 立 以 上 方 程 式 得 公 式 方 程 （12 ）进 行 分 析 ，结 果 方 程 ：
U觶 0 U觶 i
=
C1
C2
R1
C1 C2 R1 R2 S2 R2 S2+（C1 R2+C2
R2）+1
设 s=jω，相应 s2=（jω）2，带入电压转移函数（3）。
2013 年 1 月 Jan. 2013
基于 Multisim 的高通滤波器的设计与仿真分析
曾 凡， 黄 娟， 李勇峰， 张伟敬 （西藏大学 工学院， 西藏 拉萨 850000）
摘要： 高通滤波为实现高频信号能正常通过，而低于设定临界值的低频信号则被阻隔、减弱。 但是阻隔、减弱的幅度
则会依据不同的频率以及不同的滤波程序而改变。 文中阐述了对电压转移函数推导分析及电路性能的要求，并利用
高通滤波器是对输入信号的频率具有选择性的一个二
对上述公式（1）结合巴特沃斯 滤波 器 的 逼近 方 法 对通 用
端 口 网 络 ，它 允 许 输 入 信 号 中 高 于 某 频 率 的 信 号 通 过 ，而 衰 表达式（2）进行转换。
减或抑制小于此频率的信号。 可以对频率和大小实现动态补 偿，对补偿对象的变化有极快的响应速度。 补偿无功功率时 不需要储能元件，补偿谐波时所需要的储能元件不大装置可 以仅输出所需要补的高次谐波电流， 不输出基波无功功率， 不但减小了有源滤波器的总容量，还可以避免轻负荷时发生 无功倒送现象。 有源高通滤波器由相同 RC 元件及有源器件
图 1 为 在 Multisim 环 境 中 建 立 的 电 路 模 拟 图 ， 由 电 容 C1、C2，电 阻 器 R1、R2 以 及 运 放连 接 而 成 。 在 电 路 中 对 其 进 行 参数要求设计。
无源高通滤波电路设计和Multisim仿真
无源高通滤波电路设计和Multisim仿真1.设计要求2.计算-3dB对应的f0=12πRC ，本设计中要求-3dB对应的频率为10Hz，RC=12πf0=12π∗10=0.0159，确定一个R值，可以算出对应的电容值。
负载的阻抗最小为10k Ω，现在我们通过仿真验证下选不同电阻值的滤波效果。
先取R=100K，计算可得C=0.159uF，取C=0.15uF。
3.仿真图a)R=100K，C=0.15uF仿真图交流分析由Cursor栏可知，x1=9.9831HZ时，y1≈0.085，远没有达到0.707，x2≈20HZ时，y2≈0.175，远没有达到1，后面取不同电阻和电容值时分析方法和本参数下类似，不再详细叙述。
b)取R=10K，C=1.5uF，交流分析c)R=1k，C=15uF，交流分析d)R=0.1k，C=150uF，交流分析由上面几组的仿真参数可知，在RC乘积不变的情况下，减小电阻值，增大电容值，x1=10HZ时，y1逐渐接近0.707，x2=20HZ时，y2逐渐接近1，即滤波电阻与负载电阻的比值越小时，滤波效果越好，即负载电阻对滤波电路造成的影响越小。
e)去掉10K的负载电阻，交流分析和d组参数对比可知，去掉负载电阻后，x1=10HZ，x2=20HZ时，y1和y2都有所增加，即增加负载电阻后，滤波电路的截止频率会向右移。
其实很容易理解，因此加上的负载电阻和滤波电路的电阻并联，并联后的阻值减小，导致截止频率增大。
f)R=0.1k，C=159uF，交流分析前面的参数中C取的是近似值，导致x1=10HZ，y1不等于0.707，x2=20HZ，y2不等于1，取R=0.1k，C=159uF 后，通过Cursor栏可知，x1=10HZ，y1=0.706，已经非常接近0.707，达到滤波要求。
4.采用R和C并联结构的滤波电路仿真图a)R=100k，C=0.15uFb)R=10K，C=1.5uFc)R=1k，C=15uFd)R=0.1k，C=150uFe)去掉10k电阻5.结论通过对比两种滤波电路可知，采用传统的高通滤波电路滤波效果好，滤波电阻的阻值远小于负载电阻时滤波效果好。
基于Multisim的高通滤波器的设计与仿真分析
（ 西 藏 大 学 工 学 院 ，西 藏 拉 萨 ８ ５ ０ ０ ０ ０ ） 摘 要 ：高通 滤 波 为 实现 高 频信 号 能 正 常通 过 。 而低于设定临界值的低频信号则被 阻隔、 减 弱 。但 是 阻 隔 、 减 弱 的 幅 度 则会 依 据 不 同 的频 率 以及 不 同的 滤 波 程 序 而 改 变。 文 中阐 述 了对 电 压 转移 函数 推 导分 析 及 电路 性 能 的要 求 ， 并利 用
＝
Ｕ （ ｓ ）
” ”
对 系数进行分析设 定 ｂ ０ ＝ ｌ ， 并令 ｋ ＝ ｌ ， ２ ， …… ， 则 各 项 系 数 可 采用 下 式 求 得 ：
吼： ２ ｓ ｉ ｎ ， ｂ ｋ ＝ ｌ （ ３ ）
以 仅 输 出 所 需 要 补 的高 次谐 波 电 流 ，不 输 出 基 波 无 功 功 率 ，
Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｓ ｉ ｍ 仿 真软 件 对 其 频 幅特 性 的 分 析 进 行 。 关键 词 ：高 通 滤 波 ； Ｍ ｕ ｈ ｉ ｓ ｉ ｍ； 频 幅 特 性 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｎ ７ １ ３ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ：１ ６ ７ ４ — ６ ２ ３ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ １ ０ ８ — ０ ３
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ ｓ ｉ ｍｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ａ ｈｉ ｇ ｈ－ ｐａ ｓ ｓ ｉｌ ｆ ｔ ｅ ｒ ｂ ｓｅ ａ ｄ ｏ ｎ Ｍｕ ｌｔ ｉ ｓ ｉ ｍ
Ｚ Ｅ Ｎ Ｇ Ｆ ａ ｎ ， Ｈ Ｕ Ａ Ｎ Ｇ Ｊ ｕ ａ ｎ ， Ｌ Ｉ Ｙ ｏ ｎ ｇ － ｆ ｅ ｎ ｇ ， Ｚ ＨＡ Ｎ Ｇ Ｗｅ ｉ － ｊ ｉ ｎ ｇ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｔ ｉ ｂ ｅ ｔ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｌ ｈ ａ ｓ ａ ８ ５ ０ ０ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
无源滤波器的设计及仿真研究解析
无源滤波器的设计及仿真研究摘要由于大量非线性电力负荷的增加，给电网的正常运行带来了功率因数降低、电磁干扰和谐波污染的问题。
功率因数过低，将会导致大量的电能浪费、设备利用率降低和电压偏差过大等；谐波电流的存在，则会引起波形畸变、电力设备基波负载容量下降和电力装置产生谐振等严重问题，有的电力系统甚至引起电力设备损坏事故。
文章介绍了无功补偿的必要性以及谐波的产生与危害性，指出无功补偿和谐波治理装置的现状，并结合具体案例做出了相关分析。
关键词：电网无功补偿谐波治理引言随着全球工业化进程的不断加快。
对地球环境的污染和破坏也空前加剧。
为此，在全世界范围内掀起了环境保护的高潮。
当今时代是高度强调环境保护和生态保护的时代，这是全球全人类和全社会的共识。
电力系统也面临着污染，公用电网中的谐波电流和谐波电压就是对电网环境最严重的一种污染。
电力电子装置就是公用电网中最主要的谐波源，随着电力电子装置的应用日益广泛。
电网中的谐波污染也日趋严重。
电网谐波对电气设备的正常运行危害很大，它可导致电容器过流损坏，电动机力矩不稳，继电保护装置误动作，计算机等敏感电器发生功能错误。
本文的内容安排如下：第一部分介绍了本课题的研究背景，无功补偿和谐波治理的意义以及无功补偿装置与谐波治理装置的现状。
第二部分介绍了无源滤波器的设计方法。
第三部分结合工程实际，给出了某大型冶金企业谐波治理与无功补偿的两种方案，并对其中一种方案进行了仿真。
最后，针对两种方案比较其优劣。
第一章无功补偿与谐波治理的意义和现状无功补偿和谐波治理是涉及电力电子技术、电力系统、电气自动化技术、电工理论等领域的重大课题，由于电力电子装置应用日益广泛，谐波和无功问题引起人们越来越多的关注。
同时，也由于电力电子技术的飞速进步，在谐波治理和无功补偿方面也取得了一些突破性的进展。
一、无功补偿与谐波治理的意义无功补偿与谐波治理都与供电系统的电能质量密切相关。
谐波治理本身就属于改善电能质量的范畴，而无功补偿装置在补偿负荷或系统无功功率的同时也直接调节了系统电压，在一些枢纽变电站利用电力电容器和相控电抗器及现代电力电子控制技术组成的静止无功补偿器（SVC）直接作为电压调控的手段，由于其响应迅速调控精准，工程应用十分满意。
基于MATLAB的无源滤波器的设计与仿真分析
基于MATLAB的无源滤波器的设计与仿真分析摘要：无源滤波器对无功补偿和电网谐波的治理起着重要的角色，由于该装置的结构简单、可靠性高且在生产成本和维护上的费用相对较低等特点，使其在实际应用中的无功补偿及谐波治理上被广泛采用。
针对上述情况，本文对无源滤波器在电网中被广泛使用进行了深入研究。
关键词：无源滤波器；谐波；最小电容容量法；遗传算法；约束条件1 引言针对非线性器件等所产生的谐波，避免谐波对电力系统的危害，设计了一种滤除谐波的装置——无源滤波器。
针对不同谐波源所产生的主要谐波次数，设计出相应的滤波装置，并对滤波器的参数进行优化，实现谐波的有效滤除，保证电力系统的正常运行。
2 无源滤波器的基本原理无源滤波器是谐波治理中最常用的一种滤除谐波方式，由于该装置的结构比较简单，在运行效率上也极其突出且其生产成本又为低廉等特点，因而使其的应用范围变得较为广泛。
本次主要概述单调谐滤波器的基本结构和原理。
单调谐滤波器的基本结构如图2-1所示，该装置主要是由电感、电容串联组成。
n次谐波在单调谐滤波器中的阻抗为：在实际应用中，如果单调谐滤波器是已经确定的，则和也是已知值，根据(2-4)可知，值也是已知确定值。
因为n次谐波的阻抗与品质因数Q是正比例关系，所以滤波器的频率选择性也变得较好，但是，滤波器的性能指标的好坏相对参数的变化也变得敏感起来。
在图2-3单调谐滤波器阻抗的频率响应中，最低点为谐振点，如果在谐振点的n次谐波滤波器的共振频率处（即=1时），滤波器呈电阻性。
若滤波器对n次谐波的谐振频率在谐振点处右侧时（即>1时），滤波器阻抗呈电感性；若滤波器对n次谐波的谐振频率在谐振点处左侧时（即<1时），滤波器阻抗呈电容性。
3无源滤波器工程设计方法无源滤波器是一种常用的滤波装置，该装置的主要部件是单调谐滤波器，装设几组单调谐滤波器需依主要谐波次数而定，高通滤波器的安装则需判断该系统中是否存在高次谐波而定。
同时，还得兼顾到需采取哪种补偿方式对系统的无功功率补偿越好且越经济，其中，无功补偿主要由有下述两种方式：第一，对滤波支路加装并联电容器；第二，对滤波电容器容量进行增大。
Multisim仿真模拟电路
Multisim仿真模拟电路Multisim是一款由National Instruments（NI）开发的强大电路设计与仿真软件，被广泛应用于电子工程教育、电路设计、原型验证以及系统级测试等领域。
本文将探讨Multisim仿真模拟电路的原理、优势及应用例子。
一、Multisim仿真模拟电路的原理Multisim仿真模拟电路的原理基于虚拟仪器技术（Virtual Instrumentation），它允许用户在计算机上构建并测试电路原型。
通过虚拟实验室和可视化界面，用户可以在软件中添加电子元件、连接电路、设置信号源和测量仪器等，然后通过模拟仿真进行电路性能分析和验证。
Multisim采用了SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）仿真引擎，该引擎能够模拟包括模拟电路、混合信号电路和数字电路等各种类型的电路行为。
通过SPICE引擎，Multisim能够准确模拟电子元件的特性，包括电流、电压、功率以及信号波形等，从而实现电路性能仿真。
二、Multisim仿真模拟电路的优势1. 真实性：Multisim能够准确模拟各种电子元件的特性，包括电容器、电感器、二极管、晶体管等，使得电路仿真结果更加真实可信。
2. 可视化：Multisim提供直观的电路设计界面和仿真结果显示，使得用户能够更清晰地理解电路结构和工作原理。
3. 效率：Multisim实现了电路设计与仿真的无缝集成，用户可以通过软件快速搭建电路原型并进行性能测试，大大提高了设计效率和实验效果。
4. 可靠性：Multisim具备强大的故障检测和校正功能，能够帮助用户发现和修复电路中的问题，提高电路设计的可靠性。
5. 教育性：Multisim作为一款常用的电路仿真软件，被广泛应用于电子工程教育中。
通过Multisim，学生可以动手实践，加深对电路原理和设计的理解。
三、Multisim仿真模拟电路的应用例子1. 模拟滤波器设计：利用Multisim，可以快速设计和优化各种滤波器，例如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。
高通滤波器设计及仿真
信息与电气工程学院电子电路仿真及设计CDIO三级项目设计说明书（2013/2014学年第二学期）题目：高通滤波器系统仿真及设计专业班级：通信工程班目录第一章文氏桥振荡器-------------------------------------------------1 1.1振荡器的设计及要求 ---------------------------------------------1 1.2系统工作原理 ---------------------------------------------------1 1.3电路设计原理图，实物图, 参数计算及仿真 --------------------------2第二章高通滤波器---------------------------------------------------6 2.1实际滤波器的基本参数--------------------------------------------6 2.2滤波器的设计目的------------------------------------------------6 2.3设计要求--------------------------------------------------------7 2.4系统的设计方案--------------------------------------------------7 2.5系统工作原理----------------------------------------------------7 2.6滤波器设计仿真，仿真结果，实物图，实测结果----------------------7 第三章合成电路----------------------------------------------------11 3.1合成电路仿真图-------------------------------------------------11 3.2焊接成品-------------------------------------------------------12 第四章心得体会----------------------------------------------------14 附录---------------------------------------------------------------14 参考文献-----------------------------------------------------------14第一章文氏桥振荡器1.1 振荡器的设计及要求(1）设计任务：根据文氏桥原理设计一正弦波振荡器。
Multisim软件在无源滤波装置的设计及仿真研究应用
Multisim软件在无源滤波装置的设计及仿真研究应用
作者：杨惊涛
来源：《科技创新与应用》2017年第16期
摘要：文章介绍了利用Multisim 12.0仿真软件设计无源滤波装置，着重介绍如何通过建立仿真模型对电力无源滤波装置投入后的滤波效果进行仿真分析研究，弥补以往滤波装置无法验证滤波效果的不足及滤波装置设计的正确性和可行性。
关键词：Multisim软件；无源电力滤波装置；谐波；仿真
前言
随着电力电子技术的迅速发展，在工业设备、民用设备上各种电力电子装置的应用日益广泛，但电力电子装置产生的谐波所照成的危害也日趋严重。
它使电力元件附加损耗加大，设备过热，对含有电容器的设备受影响最为严重，甚至可能导致设备损坏以及电容器爆炸等事故。
第9讲 Multisim仿真模拟电路的滤波电路
• 当允许信号中较高频率的成分通过滤波器 时，这种滤波器叫做高通滤波器。 • 当允许信号中较低频率的成分通过滤波器 时，这种滤波器叫做低通滤波器。 • 当只允许信号中某个频率范围内的成分通 过滤波器时，这种滤波器叫做带通滤波器。
二阶低通滤波器仿真分析
• 1，实验目的：学会测量二阶低通滤波器的 幅频特性曲线，观测输入输出波形 • 2 原理
第9讲 滤波电路
常用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两 大类，滤波电路元件仅由无源元件（电阻、 电容、电感）组成，则称为无源滤波电路。 无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤 波和复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LCπ 型滤波和RCπ型滤波等)。若滤波电路不仅 由无源元件，还由有源元件（双极型管、 单极型管、集成运放）组成，则称为有源 滤波电路。有源滤波的主要形式是有源RC 滤波
可测量出高端截止频率为5KHz,高与5KHz不通过
其他滤波器。 • 带通，带阻，全通需要3个频率不同的信号 源
作业
• 二阶带通滤波仿真分析 • 要求： • 原理，仿真电路，仪器设置，结果及分析
• • • • •
示波器设置： X轴扫描为500us/div A通道：Y轴，20mv/div,偏置2 B通道：Y轴，20mv/div,偏置0 c通道：Y轴，500mv/div,偏置-2
仿真结果
A
1KHz
B
1KHz与 10KHz叠加 后的信号波 形（输入） C 低通输 出信号
对比，A和C除幅度和相位差异外，频率是一致的，及低通滤波器将B中的高频信号滤 除
• 3，元器件选择 • 地，电阻，电容，2个交流电源 10mv,1KHz,0deg, 10mv,10KHz,0deg,集成 运放3554SM • 波特图仪，示波器
Multisim低通、高通有源滤波器
课程论文题目：低通、高通有源滤波器作者：所在学院：专业年级：学号：指导教师：职称：2011年 6月 25 日Multisim低通、高通有源滤波器摘要：针对现有无源电力滤波器的设计方法中过分依赖经验和优化能力不强的情况，提出了一种基于遗传算法的无源电力滤波器设计方法。
从无源滤波器成本、无功补偿和滤波效果三个目标进行全局优化。
通过改变遗传交叉和变异概率来改善早熟收敛的情况。
同时开发出界面友好，多种参数自选的自动设计软件；实际仿真和实验结果表明，所提出的设计方法正有效，所开发的软件实用性强。
前言：Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。
它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。
近年来电网谐波污染已日益严重，谐波治理问题已引起人们的广泛关注，与电网并联的无源电力滤波器(PPF-Passive Power Filter)由于其经济性得到了广泛的运用。
在PPF的设计中，对LC参数的优化是一个很重要的问题；即使在有源和无源相结合的混合电力滤波器(PFS)中，无源LC参数的优化选择也是降低有源电力滤波器(APF)安装容量的关键。
对无源电力滤波器参数的优化，单凭一个指标难以评价其质量的优劣。
在实际工程设计中应考虑多个指标。
而在现有的设计方法中，假设条件较多，一般是根据各个考虑因数的目标函数通过一定的加权系数，构成单目标函数，而加权系数的确定主要取决于经验，因此有很大的盲目性。
本文提出了基于遗传算法(GA—Genetic Algorithms)的PPF设计方法，并开发出了计算软件包，较全面的考虑了PPF的成本、无功补偿、谐振和滤波效果等问题。
设计内容：1.设计低通﹑高通滤波器。
2.测量设计的有源滤波器的幅频特性。
3.制作和调试。
设计目的：1.学习有源滤波器的设计方法。
2.由滤波器设计指标计算电路元件参数。
2.无源高通滤波器
无源高通滤波器设计一：实验目的设计、焊接一个无源高通滤波器，要求：截止频率为10.5kHz。
二：实验原理利用电容通高频阻低频的特性，使一定频率范围内的频率通过。
从而设计电路，使得高频率的波通过滤波器。
三：实验步骤1：设计电路，在仿真软件上进行仿真，在仿真电路图上使功能实现。
2：先定电容，挑选合适的电阻，测量电阻的真实值，再到仿真电路替换掉原来的电阻值，不断挑选电阻，找到最逼近实验结果的值3：根据仿真电路进行焊接，完成之后对电路进行功能检测，分别挑选频率为1.05khz、10.5khz、105khz的电源进行输入检测，观察输出的波形，并进行实验记录四：实验电路图1.1仿真电路设计图1.2电路波特图五：实验测量我们1.05k hz，10.5khz，105khz三种不同正弦频率信号检测，其仿真与实测电路图如下：图1.3 f=1.05kHz 时正弦信号仿真波形图图1.4 f=1.05kHz 时正弦信号实测波形图表1 f=1.05kHz时实测结果与仿真数据对比表数据项目输入幅值/V 输出幅值/V 衰减/dB 相位差仿真电路169.667 17.347 19.807 0.234π实测电路0.480 0.060 18.062 0.263π分析：由图1.3的仿真波形与图1.4的实测电路波形和表1中的数据可知，输入频率为1.05kHz的正弦信号时，该信号不能够通过，输入输出波形间有较大相位差和较大衰减。
仿真和实测数据间存在误差，误差值较小，在允许范围内。
图1.5 f=10.5kHz 时正弦信号仿真波形图图1.6 f=10.5kHz 时正弦信号实测波形图表2 f=3kHz时实测结果与仿真数据对比表数据项目输入幅值/V 输出幅值/V 衰减/dB 相位差仿真电路168.780 121.427 2.860 0.125π实测电路0.472 0.320 3.376 0.137π分析：由图1.5的仿真波形与图1.6的实测电路波形和表2中的数据可知，输入频率为10.5kHz的正弦信号时，该信号能够通过，输入输出波形间有一定的相位差和衰减。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
无源高通滤波电路设计和Multisim仿真1.设计要求
2.计算
-3dB对应的f0=1
2πRC ，本设计中要求-3dB对应的频率为10Hz，RC=1
2πf0
=
1
2π∗10
=0.0159，确定一个R值，可以算出对应的电容值。
负载的阻抗最小为10k Ω，现在我们通过仿真验证下选不同电阻值的滤波效果。
先取R=100K，计算可得C=0.159uF，取C=0.15uF。
3.仿真图
a)R=100K，C=0.15uF
仿真图
交流分析
由Cursor栏可知，x1=9.9831HZ时，y1≈0.085，远没有达到0.707，x2≈20HZ时，y2≈
0.175，远没有达到1，后面取不同电阻和电容值时分析方法和本参数下类似，不再详细叙述。
b)取R=10K，C=1.5uF，交流分析
c)R=1k，C=15uF，交流分析
d)R=0.1k，C=150uF，交流分析
由上面几组的仿真参数可知，在RC乘积不变的情况下，减小电阻值，增大电容值，x1=10HZ时，y1逐渐接近0.707，x2=20HZ时，y2逐渐接近1，即滤波电阻与负载电阻的比值越小时，滤波效果越好，即负载电阻对滤波电路造成的影响越小。
e)去掉10K的负载电阻，交流分析
和d组参数对比可知，去掉负载电阻后，x1=10HZ，x2=20HZ时，y1和y2都有所增加，即增加负载电阻后，滤波电路的截止频率会向右移。
其实很容易理解，因此加上的负载电阻和滤波电路的电阻并联，并联后的阻值减小，导致截止频率增大。
f)R=0.1k，C=159uF，交流分析
前面的参数中C取的是近似值，导致x1=10HZ，y1不等于0.707，x2=20HZ，y2不等于1，取R=0.1k，C=159uF 后，通过Cursor栏可知，x1=10HZ，y1=0.706，已经非常接近0.707，达到滤波要求。
4.采用R和C并联结构的滤波电路
仿真图
a)R=100k，C=0.15uF
b)R=10K，C=1.5uF
c)R=1k，C=15uF
d)R=0.1k，C=150uF
e)去掉10k电阻
5.结论
通过对比两种滤波电路可知，采用传统的高通滤波电路滤波效果好，滤波电阻的阻值远小于负载电阻时滤波效果好。