有源低通滤波电路原理分析及Multisim仿真

有源低通滤波电路1)一阶无源低通滤波电路

1.理论分析

2.交流分析

从Cursor栏可以看出，f=1.0MHz时，y1=98.4415，f=100MHZ时，y2=990.9547，频率相差一百倍，交流放大倍数只比也近似为100倍，和理论分析吻合。

3.加20负载电阻后交流分析

由Cursor可以看出，x1=1.0699HZ时，交流放大倍数为0.925，比未加负载电阻时小，加负载电阻后的截止频率近似为x2，为105.7kHZ，比未加负载电阻时的100kHZ大，和理论分析相符。可见，无缘滤波电路的截止频率和通带放大倍数随负载电阻的阻值改变，往往不能满足信号处理的要求，因此要引入有源滤波电路。

2)普通一阶有源低通滤波电路

1.原理分析

2.仿真图

3.交流分析

和原理分析的结果相同，当f=f0=1

2πRC =1

2∗3.14∗1.6∗103∗1∗10−9

=99.5kHZ，

Au=0.7Auf=0.7*2=1.4，当f＞＞f0时，f每增大十倍，交流放大倍数是原来的十分之一。

3)普通二阶有源低通滤波器

1.原理分析

由理论分析可知，在一阶低通滤波的基础上加一个低通滤波，变成了二阶低通滤波电路。二阶低通滤波电路幅频特性的最大衰减速率是40db/dec，是一阶低通滤波电路的两倍，但f=0.37fo时，Au=0.707Auf，即在f0附近的有用信号会得到较大幅度的衰减，因此有必要加入正反馈，使电路的滤波性能得到提升。

2.仿真图

3.交流分析

由Cursor栏可知，当f=0.37fo=37kHZ时，Au=0.7Auf=1.4，和理论分析吻合。

4)压控电源二阶低通滤波

1.理论分析

由理论分析可知，当f=f0时，Au/Aup=Q，在f=f0时的电压放大倍数和Q值有关，Q值大于1时，Au在f=f0处大于Aup。Q值越大，f=f0处，Au/Aup越大。

2.仿真图

3.交流分析

根据交流分析可知，当f=f0=100kHZ时。Au=Aup=2，和理论分析吻合。

4.Q值分析

从理论分析可知，不同的Q值在f=f0处的幅值曲线的陡度不一样，取R4分别等于0Ω，6200Ω，9300Ω，分别对应Q值为0.5，2，仿真波形如下图所示

从仿真图的Cursor栏可以看出，f=f0=100kHZ，R4=6200Ω时，y1=1.9854≈2，和理论相符，R4=0Ω时，y1=496.628m≈0.5，为R4=6200欧姆的1/4，和Q值的倍数相同，与理论分析吻合，R4=9300时，y1=4.8547≈5，是R4=6200欧姆的2.5倍，和Q值的倍数相同，与理论分析吻合。