滤波电路的设计与仿真

实验七 滤波电路的设计与仿真

1、实验目的

1) 熟悉有源滤波器结构和特性。

2) 掌握利用向导设计二阶滤波电路的方法。

2、实验原理

常用的一阶有源低通滤波器由一个集成运放和一个RC 电路所组成。其中，左侧的RC 电路的主要作用是确定电路的截止频率，即选频作用。其所限定的截止频率为01f RC =。右侧的集成运放主要有两个作用：提高低通滤波器电路的放大倍数和提高滤波电路的带负载能力，一阶有源低通滤波电路的通带电压放大倍数为011f A R R =+，图2-18所示的低通滤波

器由于在集成运放的反相输入端接入电阻R 3为1K Ω，而反馈电阻R 2为4 K Ω，所以其放大倍数为5.

3、实验内容

1) 一阶有源滤波电路：

（1）按照图2-18连接电路。

图2-18一阶有源滤波电路

（2）运行电路，双击波特仪面板，得到其幅频相频特性曲线。获得该滤波电路的截止频率。

分析：

滤波电路的截止频率为：167.117Hz

（3）输入信号幅度不变，调整输入信号频率，测量输出电压对应下列表格值时，对应的输入信号频率。

Uo（V） 4 2 1 0.1

f（Hz）300Hz 540Hz 1.1KHz 10.8KHz

分析：

输入信号频率，测量输出电压这变化图

2) 滤波电路的定制：Multisim中提供用户自动定制滤波器功能。单击Tools/Filter Wizard，弹出如图2-20所示滤波器创建向导对话框。

设计一个巴特沃斯模拟低通滤波器，要求通带截止频率为2KHz，通带允许最大衰减为3dB，阻带截止频率为10000Hz，阻带应该达到的最小衰减为30dB。

（1）按照图2-21设置电路参数。点击Verify来检验参数的设置是否合理，如果合理，则在对话框中出现calculation was successfully completed，否则将继续完善参数的设计。然后，单击Build Circuit按钮获得滤波电路。如图2-21所示。

图2-20滤波器定制对话框

（2）利用频谱分析仪测试图2-21的频谱特性，验证其是否符合设计标准，并记录相应数据。

分析：

电路的截止频率为：2.215KHz

3）设计一个二阶低通有源滤波电路，其截止频率100L f z =H ，通带增益为4，Q=,0.707。