一阶有源低通滤波电路Pspice仿真
CC_低通滤波器的PSpice仿真分析
2011年6月1日第34卷第11期现代电子技术M odern Electro nics T echniqueJun.2011Vo l.34No.11CC 低通滤波器的PSpice 仿真分析王恒华,彭良玉(湖南师范大学物理与信息科学学院,湖南长沙 410081)摘 要:用子电路模块代替电路中的关键元件,采用理论分析与PSpice 的参数扫描分析和优化分析相结合的方法对电路进行最优化设计,结合一个CC 低通滤波电路的设计实例,阐述了仿真分析方法的具体步骤,给出了滤波电路最优化设计的仿真分析结果,该结果符合设计理论分析值的要求。
对优化后的电路进行了温度扫描分析、蒙托卡诺分析和最坏情况分析。
仿真结果表明,该方法在电路设计中是可行的。
关键词:P Spice;优化设计;滤波电路;电路设计;仿真分析中图分类号:T N713 34 文献标识码:A 文章编号:1004 373X(2011)11 0185 04PS pice based Simulation Analysis of C C Low Pass FilterWA N G H eng hua,PEN G L iang yu(College of Physics and Informat ion,H unan N ormal U ni v ersity ,Changsha 410081,China)Abstract :With a sub circuit model w hich replaces the very impo rtant components,a method to co mbine principles of cir cuits analy sis and par ametric scanning analy sis w ith optima l analysis to o pt imize the design of t he circuit based on PSpice is pr oposed.T he appr oaches and steps of simulation ana lysis are elabo rated w ith an ex ample of a CC lo w pass filter cir cuit.T he simulation ana lysis r esults of filter ing circuit optimum desig n is g iven out,which are consistent w ith the theor et ical ones.T he temper ature scanning,M o nt e Carlo and w or st case analy ses are per formed fo r the o ptimized circuit.T he simulation result sho ws that the metho d is effectiv e in circuit design.Keywords :PSpice;o ptimum design;filt ering circuit;circuit desig n;simulat ion analy sis收稿日期:2010 12 150 引 言计算机仿真是电路设计的一个重要环节。
基于Pspice的模拟带通滤波电路设计与实现
基于Pspice的模拟带通滤波电路设计与实现作者：杨军来源：《科技创新与应用》2016年第22期摘要：在模拟电路设计中，经常用到带通滤波电路。
文章对常用的不同类型模拟带通滤波电路进行了分析和Pspice仿真，在此基础上设计了带通滤波电路并进行了试验测试。
测试验证了仿真的正确性，为相关设计提供参考。
关键词：模拟带通滤波；Pspice仿真；电路设计1 概述滤波电路的种类很多，根据滤波电路所处理信号的不同，主要分为模拟滤波电路和数字滤波电路两种形式。
模拟滤波电路是指它所处理的输入信号、输出信号均为模拟信号；数字滤波电路是具有一定的传输选择特性的数字信号处理装置，其输入和输出均为数字信号。
从功能上分类，滤波电路可分为低通、高通、带通和带阻滤波电路。
由于模拟滤波电路与数字滤波电路在设计与实现上有很大差异，文章只讨论模拟带通滤波电路。
2 常用模拟带通滤波电路常用模拟带通滤波电路主要分为无源和有源两大类。
图1给出了基本无源带通滤波电路的构成，其中R1和C1组成低通滤波电路，R2和C2组成高通滤波电路，当前者的截止频率大于后者的截止频率时构成带通滤波电路。
无源带通滤波电路组成简单，但过渡带相对较宽，且通带带宽随负载变化而变化，因此主要应用于对滤波性能要求不高的电路中。
有源带通滤波电路常见的有二阶压控电压源带通滤波电路、双T型带通滤波电路等[1]。
相比一阶滤波电路，其过渡带相对较窄，且通带带宽不随负载变化而保持不变，更加有利于电路设计。
图2给出了二阶压控电压源带通滤波电路的基本构成。
其中，A为运算放大器。
在选择运算放大器时，首先要保证响应带宽覆盖信号频率，其次优选噪声低的。
双T型带通滤波电路也是常见的一种带通滤波电路，如图3所示。
其主要有R1、R2、R3、C1、C2、C3和运算放大器A构成，因电路形式酷似双“T”，故称为双T型带通滤波电路。
如图4所示，由L、C构成的选频网络和运算放大器A一起构成的一种新型带通滤波电路在某些应用中具有优势[2]。
一阶有源低通滤波电路
一阶有源低通滤波电路
一阶有源低通滤波电路（first-orderactivelow-passfilter）是一种简单高效的滤波类型，它由一个电阻、一个电容和一个双极型集成电路构成。
它的作用是把输入信号中的低频分量通过，而将高频分量过滤掉，减少信号中杂散的噪声和失真，使信号更加平滑。
滤波器可以分为两类：频率可调和固定频率的。
频率可调滤波器可以根据不同应用的要求，动态调整滤波频率，来满足需求；固定频率的滤波器只能用于指定的频率范围，不能调整，往往用来抑制干扰或降噪。
一阶有源低通滤波电路一般由四个组件组成：双极型集成电路、电阻、电容和反馈电路。
电阻和电容构成输入电路，用来将滤波前的输入信号进行分析；双极型集成电路作为滤波器的核心，用来滤除输入信号中的那些不需要的（高频）分量；反馈电路则用来动态调整滤波器的频率，以达到所需的效果。
一阶有源低通滤波电路的优势在于：它可以有效地抑制高频信号，保证输出信号的正常性；它的结构简单、功耗低；它具有良好的稳定性，能够长期稳定运行；它能对输入信号进行调整，提高信号的影响力。
一阶有源低通滤波电路广泛应用于电子设备中，如音频前级，通信系统，矩阵和信号调节等，用于抑制杂散的噪声和频率失真，保证信号的平滑传输，提升信号质量。
一阶有源低通滤波电路也可以用于定频检测，定时器和调制解调器等设备中，以确保电子设备正常运行，确保信号的准确性。
Pspice在有源滤波器设计辅助教学中的应用
Pspice在有源滤波器设计辅助教学中的应用<a rel='nofollow' onclick="doyoo.util.openChat();return false;" href="#">[摘要]有源滤波器设计是《模拟电子技术》学习和教学中最重要和最困难的章节. 以二阶有源滤波器电路为例，引入Pspice电路分析软件进行模拟，给出了相应的仿真波形和仿真结果。
将Pspice应用到模拟电子技术课程教学中，有助于学生对理论知识的理解，有利于培养学生综合分析能力，设计能力，切实提高了模拟电子技术课程的教学效果。
[关键词]有源滤波器PspiceE仿真模拟电子技术一、引言《模拟电子技术》是电气类、电子类、自动化类、计算机类和其它相近专业通用的技术基础课程，是一门针对性、实用性、适应性很强的专业课程，它是研究各种半导体器件的性能、电路及其应用的学科，它包括理论教学和实践教学环节。
在理论教学中，由于它涉及的知识面广、内容多、更新快、抽象性强，因此，理论教学具有一定难度和复杂性，由此被称为“魔电”。
而有源滤波器电路又是模拟电子技术学习中最困难的章节。
Pspice是一种以计算机为基本工作平台的经典电路模拟分析工具，它具有直流分析，交流小信号分析，瞬时分析等功能。
它作为一种新的辅助教学手段，将一些内容较难，用语言文字不易表达或不易理解的抽象，复杂的变化过程，通过仿真实例生动直观地演示出来，以弥补理论教学和实物实验的不足。
因此将Pspice应用于课堂教学，可以有针对性的克服上述教学困难，使理论内容形象化，使课堂教学更加生动，直观，易理解，大大消除学生的抽象枯燥感，提高学习兴趣，这对于提高教学效果以及拓宽和加强教学内容起到推进作用。
二、二阶滤波器的实现二阶滤波器的传输函数的基本形式可写为(1)适当选择系数bi(i=0,1,2)，H(s)可以表示各种类型二阶滤波器的传输函数，即低通(b2=b1=0)、高通(b1=b0=0)、带通(b2=b0=0)、带阻(b1=0)和全通(b2=1,b1=-a1,b0=ao)。
PSPICE电路仿真
1.2 发展历程
▪( )
▪ 由美国加州大学伯克莉（）分校电工和计算机科学系分校开 发。 ▪ 1972年首次推出。 1983年公司推出可在机上运行的 1（P即代表运行于机的版 本）。 目前微机上广泛使用的是由美国公司开发并于1984年1月首 次推出的。 ▪ 1988年被定为美国国家工业标准。
▪ 目前国际上享有盛誉的模拟电路设计工具都是以为基础实现 的，如公司的， 公司的，以及公司的等。
2.电路特性的优化设计 器件参数的容差和工作环境温度将对电路工作的稳
定性产生影响。传统的电路设计方法，很难对这种影 响进行全面的分析和了解，因而也就很难实现电路的 优化设计。技术中的温度分析和统计分析功能，既可 以分析各种恶劣温度条件下的电路特性，也可以对器 件容差的影响进行全面的计算分析。其内容包括：① 对不同的容差特性进行规定次数的跟踪分析（蒙特卡 罗分析）； ②单独分析每一器件容差对电路的影响 量（灵敏度分析）；③分析全体器件容差对电路性能 的最大影响量（最坏情况分析）。采用统计分析方法， 便于确定最佳元件参数、最佳电路结构以及适当的系 统稳定裕度，真正做到电路的优化设计。
1.2.1 软件简介
是由发展而来的用于微机系列的通用电路分析程序。
能进行模拟电路分析、数字电路分析和模拟数字混合电 路分析。 现已成为微机级电路模拟标准软件。 5.0及以前的版本都为版，而 5.1及以后的各种版本均为窗口 版。 软件分为工业版( )和教学版( )。
1.2.2 软件
1998年1月公司与公司合并，称为公司。两公司强 强联合后，相继推出一系列基于机的软件系统。
1.4 程序项组成
（1） 图ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ编辑程序
的输入基本上是以电路原理图和网单文件两种形式。 电路元器件符号库中备有绘电原理图所需的元器件 符号，用户从符号图形库中调出所需的电路元器件 符号，组成电路图，由原理图编辑器自动将原理图 转化为电路网单文件，并标上节点号，提供给仿真 工具进行仿真。如果用户熟悉仿真程序的输入语言， 又没有将原理图存档的需求也可以直接输入电路网 单文件。
PSPICE仿真课件
软件仿真程序 PSPice
印刷电路板程序 Layout Plus
可编程逻辑元件程序 Express
由图可以看到，目前的 OrCAD 设计环境将两个公司最佳的 EDA 程序产品紧紧地结合 在一起形成超强的阵容， 其功能之完整强悍当然是不必赘述了。 它的前段处理程序为 OrCAD Capture CIS(component information system)，负责电路图的绘制、仿真参数的设置以及产生 网络表( netlist )等报告文件，然后就是 OrCAD PSpice 登场，负责软件验证的工作。一旦绘 制的电路图可以通过验证，就可以进入后续的 Layout Plus 程序进行印刷电路板(PCB>设计， 或是进入 Express 程序进行可编程逻辑元件(PLD)的设计。 在 OrCAD Capture 眼中，OrCAD PSpice 就像是一块软件的电路面包板，我们可以在上 面放入电源与触发信号后， 再根据需求来测试设计的电路是否合乎要求， 然后予以必要的调 整， 等到仿真结果顺利通过检测， 就可以转移流程到实际， 接触硬件层次的过程( PCB 或 PLD 设计)。 在 OrCAD Capture 准备转移到 OrCAD PSpice 进行仿真之前，Capture 会先将绘好的电 路与仿真设置转换成一系列的电路文件以供 PSpice 读取。 这些电路文件包括使用元件种类、 网络连接状态、仿真相关指令、自建仿真元件库与激励源信号等等信息。 本书的内容为 OrCAD Pspice 介绍。由于 Capture CIS 是 PSpice 的前端处理程序，所以 我们也将使用四章(第 2 章到第 5 章)的篇幅介绍在 Capture CIS 中有关于 PSpice 界面的功能 与操作。对于完整的 Capture CIS, Layout Plus 和 Express 介绍限于篇幅，有兴趣可自行参考 相关书籍。 1-2 OrCAD PSpice 的特点
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。
第一讲Pspice电路仿真的使用说明
PHale Waihona Puke pice->Run共35页
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定义仿真分析类型（Specifying the type of circuit analysis）
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25
Simulation Results
View->Output File
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3、Simulation Results
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共35页 13
进入OR-CAD的集成环境
1、运行 OR-CAD CAPTURE 2、选择菜单 File>New>Project … 3、在Name中添入项目名 4、选择新项目的类型， 本例选择Schematic 5、在Location 中添入存 放目录 6、选择OK 7、介绍集成环境
项目管理视窗
行为纪录视窗
放置元件（part）
3、选择元件库(library)，选择元件(part) 4、放置在电路原理图上，翻转元件，可以选中后按 R 键 5、删除元件 可以选中后 按 Del 键 6、复制元件
共35页
18
放置元件（part）
复制元件可以才用两种方法： 1、选中想要复制的元件，使用Ctrl+C把 元件复制到剪切板，而后可以使用 Ctrl+V把元件从剪切板复制到当前位置。 2、选中想要复制的元件。按住 Ctrl 键， 同时用鼠标左键点住选中的元件拖曳到 需要的位置，即可复制一个元件
放置导线（wire）
小技巧：视图的放大和缩小可以用热键 I 放大； 热键 O 缩小
共35页 21
放置接点（junction）
1、选中原理图编辑窗口，使加速板出现 2、开始放置导线可以有三种方法 A、菜单 Place>Junction… B、按加速板上的 键. C、用热键 J 3、在需要节点的地方，可以点一下鼠标左 键就可以放置一个节点。
一阶有源低通滤波电路Pspice仿真
寒假EDA 实习一阶有源低通滤波电路仿真西安科技大学电气与控制工程学院微电子1001班一、问题提出低通滤波电路当f>f以后，随着频率的升高，电压传输系数将会降低，曲的高频信号衰减掉，只允线以-20dB/十倍频程斜率下降。
也就是说，将大于f许小于f的低频信号通过，因此该电路有低通的特性。
无源RC低通滤波器具有结构简单的优点，但电压传输系数低，通带电压传输系数最大值仅为1。
无源RC 低通滤波器的带负载能力也较差，若在输出端并联一个负载电阻，除了使电压传的值。
输系数降低外，还将影响通带截止频率f为了解决上述问题，如果在一级RC无源低通滤波电路的输出端接一电压跟随器，使之与负载隔离开，就构成了一阶有源低通滤波器。
由于电压跟随器的输入阻抗高，输出阻抗低，因此大大增强了电路的带负载能力。
二、设计与仿真任务设计一个截止频率f0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。
三、设计电路参数计算（一阶RC滤波部分）：电容C=0.01uf，所以R==16kΩ比例放大部分：R1=1kΩ，R2=1kΩ,A vF=1+R2/R1=2四、直流静态工作点：五、 交流扫描参数设置：六、输出电压波形：Frequency 10Hz 30Hz 100Hz 300Hz1.0KHz 3.0KHz 10KHz V(UO)0V5V10V七、实习心得以前模拟电路中学习过低通滤波电路，那时候是给定一个题目自己用笔算这个电路的各各特性参数，但总是不能直观的知道该电路的输入、输出到底是什么样子。
通过这次实习让自己巩固了以前的模电知识，还让自己从另一个角度从新学习了这些知识。
Pspice仿真可以清楚电路的各元件的电路参数如静态工作点，还可以直观的看到随参变量的变化输出特性的变化曲线。
一阶电路和二阶电路multisim仿真
一阶电路和二阶电路multisim仿真一阶电路和二阶电路是电路中常见的两种基本电路，它们在电子工程领域有着广泛的应用。
本文将结合multisim仿真软件，介绍一阶电路和二阶电路的基本原理、特点以及仿真实验。
一、一阶电路一阶电路是指由一个电感或一个电容和一个电阻组成的电路。
常见的一阶电路有RC电路和RL电路。
1. RC电路RC电路由一个电阻R和一个电容C组成，电容C与电阻R并联连接。
RC电路是一种常见的滤波电路，可用于信号的去噪和滤波。
在multisim仿真软件中，我们可以搭建一个RC电路，并进行电路参数的调节和信号输入。
通过观察输出波形，可以直观地了解RC 电路对信号的滤波效果。
2. RL电路RL电路由一个电阻R和一个电感L组成，电感L与电阻R串联连接。
RL电路常用于交流电路中的电感负载。
在multisim仿真软件中，我们可以模拟一个RL电路，并观察电路中电流和电压的变化。
通过调节电路参数，可以研究RL电路的响应特性和稳态响应。
二、二阶电路二阶电路是指由两个电感或两个电容和一个电阻组成的电路。
常见的二阶电路有RLC电路和LCR电路。
1. RLC电路RLC电路由一个电阻R、一个电感L和一个电容C组成。
RLC电路是一种常见的振荡电路，可用于产生稳定的振荡信号。
在multisim仿真软件中，我们可以搭建一个RLC电路，并观察电路的振荡频率和振幅。
通过调节电路参数，可以研究RLC电路的共振特性和频率响应。
2. LCR电路LCR电路由一个电感L、一个电容C和一个电阻R组成，电容C和电感L串联连接。
LCR电路常用于频率选择性电路和滤波电路中。
在multisim仿真软件中，我们可以模拟一个LCR电路，并观察电路的频率响应和幅频特性。
通过调节电路参数和输入信号频率，可以研究LCR电路的频率选择性和滤波效果。
一阶电路和二阶电路是电子工程中常见的两种基本电路。
通过multisim仿真软件，我们可以方便地搭建和调试这些电路，并观察其响应特性和频率特性。
RC低通有源滤波器的PSpice仿真
RC低通有源滤波器的PSpice仿真我们先研究一下RC 滤波器，原理，如图1所示图1由于电容的隔直通交，通高频阻低频的原理，低频信号容易传输到U o ,而高频信号容易通过电容直接回去而不能有效传输，所以，图中所示的RC 环节有低通滤波的功能，下面我们具体计算一下：111211122o i u jwC j fC u j fRC R R jwC j fCπππ===+++， 令12p f RC π=，那么11o i pu f u j f =+，o iuu =当p f f =0.707=，我们把此时的频率成为截止频率，也就是说小于p f 的频率传输，大于p f 的频率截止。
如果加上负载Rl ，如图2所示图2()1//1*12////1o iRl Rl Rlu jwC Rl R Rl R Rl R u j f R Rl C Rl R jwC jwC Rl Rπ++===++++其中()'12//p f R Rl Cπ=，也就是说，负载会改变电路的放大倍数和截止频率，为了避免这种影响，我们在滤波电路与负载之间加了一个高输入阻抗，低输出阻抗的地理电路，集成运放，由此构成有源滤波电路。
用OrCAD 画出分层电路图如图3所示：图3左边的lp 表示输入部分和低通滤波部分，电路如图4所示：图4其中R3和C1构成低通滤波环节。
图3中的框图m 表示放大部分，有集成运放及其外围电路构成，电路如图5所示：图5图3中的框图l 表示负载部分，电路如图6所示：图6在负载处加一个电压探针(如上图)。
整个电路图已绘制完毕，接下来用PSpice 进行仿真。
由图4可知，理论上该电路的上限截止频率应为58111592312 3.141010p f Hz R C π-===⨯⨯⨯交流扫描分析(AC Sweep)验证，仿真参数设置如图7所示：图7分析得到如图8所示的幅频特性：图8接下来我们改变图4中R3和C1的值，取3100,31=Ω=，那么理论上电R k C nF路的上限截止频率为591115922312 3.141010p f Hz R C π-===⨯⨯⨯用PSpice 交流扫描分析所得结果如图9所示：图9改变图4中R3和C1的值，取310,31R k C nF =Ω=，那么理论上电路的上限截止频率为491115924162312 3.141010p f Hz kHz R C π-===≈⨯⨯⨯用PSpice 交流扫描分析所得结果如图10所示：图10由上面的分析可知，用PSpice 仿真所得结果和理论分析结果大体相同。
模拟电路实验：实验03、Pspice仿真1——单级共射放大电路
4、交流小信号分析（频域分析）
用Probe程序观测仿真结果的波形和曲线
观测幅频响应曲线：
Trace/Add： db(V(Vo)/V(Vs:+)) Tools/Cursor/Display激活游标测中频增益 用游标找到增益下降3dB ，对应频率为上限频率或下限
从输出文件中查看仿真结果 Analysis/Examine Output
用Probe程序观测仿真结果的波形和曲线
参阅406～409页
仿真分析类型窗口（Analysis\Setup）
（1）静态工作点分析 Bias Point Detail （2）瞬态分析（时域分析）Transient… （3）交流小信号分析（频域分析）AC Sweep…
2．Pspice软件结构
PSPICE 6.3版本含有两个集成环境， 通用的电路仿真分析环境 MicroSim Eval 6.3（共七个程序项） 可编程数字逻辑器件分析设计环境 MicroSim PLSyn 6.3 Evaluation
（1）Schematics电路模拟程序
Schematics图标工具栏
新 打 保 打 放 缩 选满 画 画 放 写 打
元
建 开 存 印 大 小 择幅 电 电 置 文 开
器
电 已 电 电 视 视 放显 路 路 框 字 元
件
路 有 路 路 图 图 大示 连 总 图 件
列
原的图 图
线线
浏
表
理电
览
框
图路
窗
图
元 元 分仿重 器 器 析真画 件 件 功分 属 符 能析 性号设 编编置 辑辑
● 选择按钮 Parametric
有源低通滤波器的设计和仿真分析
有源低通滤波器的设计和仿真分析摘要：低通滤波器是一个通过低频信号而衰减或抑制高频信号的部件。
理想滤波器电路的频响在通带内应具有一定幅值和线性相移，而在阻带内其幅值应为零。
有源滤波器是指由放大电路及RC网络构成的滤波器电路，它实际上是一种具有特定频率响应的放大器。
滤波器的阶数越高，幅频特性衰减的速率越快，但RC网络节数越多，元件参数计算越繁琐，电路的调试越困难。
根据指标，本次设计选用二阶有源低通滤波器。
引言：课程设计是理论联系实际的重要实践教学环节，是对学生进行的一次综合性专业设计训练。
本次课程设计主要注重的是电子电路的设计、仿真、安装、调试、印制电路板等综合于一体的一门课程，意在培养学生正确的设计思想方法以及思路，理论联系实际的工作作风，严肃认真、实事求是的科学态度,培养学生综合运用所学知识与生产实践经验，分析和解决工程技术问题的能力。
作为一名大学生不仅需要扎实的理论知识，还需要过硬的动手能力，所以认真做好课程设计，对提高我们的动手能力有很大的帮助做到。
1电路原理及设计方案1.1滤波器的介绍滤波器是一种能使有用信号通过，滤除信号中的无用频率，即抑制无用信号的电子装置。
有源滤波器实际上是一种具有特定频率响应的放大器。
低通滤波器是一个通过低频信号而衰减或抑制高频信号的部件。
理想滤波器电路的频响在通带内应具有一定幅值和线性相移，而在阻带内其幅值应为零。
但实际滤波器不能达到理想要求。
为了寻找最佳的近似理想特性，本文主要着眼于幅频响应，而不考虑相频响应。
一般来说，滤波器的幅频特性越好，其相频特性越差，反之亦然。
滤波器的阶数越高，幅频特性衰减的速率越快，但RC网络节数越多，元件参数计算越繁琐，电路的调试越困难。
任何高阶滤波器都可由一阶和二阶滤波器级联而成。
对于n为偶数的高阶滤波器，可以由n/2节二阶滤波器级联而成；而n为奇数的高阶滤波器可以由(n-1)/2节二阶滤波器和一节一阶滤波器级联而成，因此一阶滤波器和二阶滤波器是高阶滤波器的基础。
仿真实验12：一阶有源低通滤波电路
《模拟电子技术》演示实验库实验12：一阶有源低通滤波电路一、教学目的1. 学习滤波电路频率特性的测量方法和主要参数的调整方法。
2. 了解频率特性对信号传输的影响，了解滤波电路的应用。
3. 巩固有源滤波电路的理论知识，加深理解滤波电路的作用。
二、演示内容图12.1 一阶有源低通滤波演示电路1. 启动Multisim，输入并保存图12.1所示电路。
图12.2 信号发生器面板2.信号发生器参数设置正弦波，幅值1V，频率1kHz。
如图12.2所示。
3. 波特图仪参数设置◆幅频特性Vertical坐标类型选择“Log”，其坐标范围选择起点I为“0dB”、终点F为“30dB”。
Horizontal 坐标类型选择“Log”，其坐标范围选择起点I为“0.1Hz”、终点F为“10MHz”。
◆相频特性特性测量选择“Phase”，Vertical坐标类型选择“Lin”，其坐标范围选择起点I为：“0°”、终点F 为：“.90°”，Horizontal 坐标类型选择“Log”，其坐标范围选择起点I为：“0.1Hz”、终点F为：“10MHz”。
如图12.4所示。
4. 示波器面板参数设置如图12.3所示。
运行电路，观察示波器面板显示框中的Us、Uo波形是否正常，否则要进行调整。
5. 观测和调整频率特性◆观察电位器RP2和电容C大小对截止频率f H的影响，观察电位器RP1大小对低频增益Auf 的影响。
◆观察比较信号频率分别为1kHz和10 kHz时输出电压Uo波形形状、大小的变化。
◆将输入波形改成方波，再进行观察比较，并定性记录波形。
图12.3 示波器面板参数设置及波形图12.4 波特图仪面板参数设置及低通特性三、总结讨论结合教学内容做总结讨论。
在PSpice中仿真数字滤波器的传输线.
在PSpice中仿真数字滤波器的传输线设计人员使用Pspice时主要是仿真模拟电路。
不过，用它也可以仿真数字滤波器。
一个数字滤波器中的主要部件是延时元件、加法器和乘法器。
加法器和乘法器可以用运算放大器来实现，延时元件可以用一根传输线来仿真。
PSpice中的传输线是一种已被遗忘很久的元件，它可以实现数秒的延迟。
例如，图1给出了一个二阶的回归数字滤波器。
该滤波器的传递函数是：其中，H(z)是数字滤波器的传递函数，z是z变换变量，而Ai是传递函设计人员使用Pspice时主要是仿真模拟电路。
不过，用它也可以仿真数字滤波器。
一个数字滤波器中的主要部件是延时元件、加法器和乘法器。
加法器和乘法器可以用运算放大器来实现，延时元件可以用一根传输线来仿真。
PSpice中的传输线是一种已被遗忘很久的元件，它可以实现数秒的延迟。
例如，图1给出了一个二阶的回归数字滤波器。
该滤波器的传递函数是：其中，H(z)是数字滤波器的传递函数，z是z变换变量，而Ai是传递函数分母上多项式的系数，Bi是传递函数分子上多项式的系数。
用滤波器设计软件可以得到这些系数值（参考文献1）。
采样频率fS与传输线延迟的关系是t=1/fS。
例如，一个带通数字滤波器有900Hz到1kHz的3dB通带，采样频率为6kHz，Butterworth特性分析可得下列传递函数：此时，传输线的延迟为1/6000 =166.67ms。
如果为传输线额外设定1Ω阻抗的Z，则传输线的参数为Z0=1Ω，和t=166.67ms。
图2是PSpice电路。
VCVS（压控电压源）E1和E2仿真电压跟随器，而VCVS E3和E4和与它们相连的电阻则仿真加法器。
图3是仿真的结果。
Pspice电路仿真实验报告
实验报告院（系）：学号：专业：实验人：实验题目：运用Pspice软件进行电路仿真实验。
一、实验目的1、通过实验了解并掌握Pspice软件的运用方法，以及电路仿真的基本方法。
2、学会用电路仿真的方法分析各种电路。
3、通过电路仿真的方法验证所学的各种电路基础定律，并了解各种电路的特性。
二、软件简介Pspice是主要用于集成电路的分析程序，Pspice起初用在大规模电子计算机上进行仿真分析，后来推出了能在 PC上运行的Pspice软件。
Pspice5.0以上版本是基于windows 操作环境。
Pspice软件的主要用途是用于于仿真设计：在实际制作电路之前，先进行计算机模拟，可根据模拟运行结果修改和优化电路设计，测试各种性能，不必涉及实际元器件及测试设备。
三、具体实验内容A、电阻电路（实验一exe 3.38、实验二exe 3.57）1、原理说明：对于简单的电阻电路，用Pspice软件进行电路的仿真分析时，现在要在capture环境（即Schematics程序）下画出电路图。
然后调用分析模块、选择分析类型，就可以“自动”进行电路分析了。
Pspice软件是采用节点电压法求电压的，因此，在绘制电路图时，一定要有零点（即接地点）。
同时，要可以用电路基础理论中的方法列电路方程，求解电路中各个电压和电流。
与仿真结果进行对比分析2、步骤：（1）打开Schematics程序，进入画图界面。
（2）原理图界面点击Get New Part图标，添加常用库，点击Add Library ，将常用库添加进来。
本例需添加Analog( 包含电阻、电容等无源器件)，Soure(包含电压源、电流源等电源器件)。
在相应的库中选取电阻R,电压源IDC， F1（实验一），以及地线GND，点取Place 放到界面上。
（3）调节好各元件的位置以及方向，并设好大小，最后连线，保存。
（4）按键盘“F11”(或界面smulate图标)开始仿真。
如原理图无错误，则显示Pspice A/D 窗口。
基于OrCADPSpice有源低通滤波器设计
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Pspice实践练习报告（自行）。
（一）Pspice简介Pspice是由SPICE（Simulation Program with Intergrated Circuit Emphasis）发展而来的用于微机系列的通用电路分析程序。
Pspice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。
PSPICE软件具有强大的电路图绘制功能、电路模拟仿真功能、图形后处理功能和元器件符号制作功能，以图形方式输入，自动进行电路检查，生成图表，模拟和计算电路。
它的用途非常广泛，不仅可以用于电路分析和优化设计，还可用于电子线路、电路和信号与系统等课程的计算机辅助教学。
与印制版设计软件配合使用，还可实现电子设计自动化。
被公认是通用电路模拟程序中最优秀的软件，具有广阔的应用前景。
这些特点使得PSPICE受到广大电子设计工作者、科研人员和高校师生的热烈欢迎，国内许多高校已将其列入电子类本科生和硕士生的辅修课程。
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寒假EDA 实习
一
阶
有
源
低
通
滤
波
电
路
仿
真
西安科技大学
电气与控制工程学院
微电子1001班
一、问题提出
低通滤波电路当f>f
以后，随着频率的升高，电压传输系数将会降低，曲
的高频信号衰减掉，只允线以-20dB/十倍频程斜率下降。
也就是说，将大于f
许小于f
的低频信号通过，因此该电路有低通的特性。
无源RC低通滤波器具有
结构简单的优点，但电压传输系数低，通带电压传输系数最大值仅为1。
无源RC 低通滤波器的带负载能力也较差，若在输出端并联一个负载电阻，除了使电压传
的值。
输系数降低外，还将影响通带截止频率f
为了解决上述问题，如果在一级RC无源低通滤波电路的输出端接一电压跟随器，使之与负载隔离开，就构成了一阶有源低通滤波器。
由于电压跟随器的输入阻抗高，输出阻抗低，因此大大增强了电路的带负载能力。
二、设计与仿真任务
设计一个截止频率f0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。
三、设计电路
参数计算（一阶RC滤波部分）：
电容C=0.01uf，所以R==16kΩ
比例放大部分：
R1=1kΩ，R2=1kΩ,A vF=1+R2/R1=2
四、直流静态工作点：
五、 交流扫描参数设置：
六、输出电压波形：
Frequency 10Hz 30Hz 100Hz 300Hz
1.0KHz 3.0KHz 10KHz V(UO)0V
5V
10V
七、实习心得
以前模拟电路中学习过低通滤波电路，那时候是给定一个题目自己用笔算这个电路的各各特性参数，但总是不能直观的知道该电路的输入、输出到底是什么样子。
通过这次实习让自己巩固了以前的模电知识，还让自己从另一个角度从新学习了这些知识。
Pspice仿真可以清楚电路的各元件的电路参数如静态工作点，还可以直观的看到随参变量的变化输出特性的变化曲线。
Pspice仿真是一个很有用的软件工具，对该软件的熟练掌握对以后分析电路问题很有帮助，会给自己带来意想不到的收获。