二階有源低通濾波電路的設(shè)計(jì)與分析
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3 Multisim分析
3．1 用虛擬示波器觀察輸入輸出波形
Multisim環(huán)境下，創(chuàng)建如圖3所示的二階有源低通濾波器的仿真電路，啟動(dòng)仿真按鈕，用虛擬示波器測(cè)得的輸入輸出波形，如圖4所示。可以看出，輸出信號(hào)的頻率與輸入信號(hào)一致，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)同頻不同相，說(shuō)明二階低通濾波電路不會(huì)改變信號(hào)的頻率。從圖4中可以看出，當(dāng)輸入信號(hào)的頻率較大(例如200 kHz)時(shí)，輸出信號(hào)的幅值明顯小于輸入信號(hào)的幅值，而低頻情況下的電壓放大倍數(shù)Auf=2。顯然，當(dāng)輸入信號(hào)的頻率較大時(shí)，電路的放大作用已不理想。
調(diào)節(jié)輸入信號(hào)V3的頻率，使之分別為126 kHz，100 kHz，2 kHz。由虛擬示波器得到，當(dāng)輸入信號(hào)的頻率為2 kHz時(shí)，輸入輸出信號(hào)同頻同相，且輸入信號(hào)的幅值約為1 V，輸出信號(hào)的幅值約為2 V，即Auf=2，與理論計(jì)算相吻合。而輸入信號(hào)的頻率為100 kHz時(shí)，Auf≈2。當(dāng)輸入信號(hào)的頻率為126 kHz時(shí)，輸入信號(hào)的幅值約為998 mV，輸出信號(hào)的幅值約為1．369 V，此時(shí)，說(shuō)明3 dB截止頻率fc接近126 kHz。也可以用瞬態(tài)分析法觀察輸入輸出波形。
3．2 測(cè)試幅／相特性等特征參量
3．2．1 用波特圖示儀測(cè)試頻率特性
在圖3所示的電路中，可以用波特圖示儀觀察電路的幅／相特性。從仿真得到的幅頻特性曲線中可以看到，通帶的對(duì)數(shù)坐標(biāo)為6．02 dB，對(duì)應(yīng)的電壓放大倍數(shù)Auf=2，且輸入輸出同頻同相。對(duì)數(shù)坐標(biāo)減去3 dB即是對(duì)應(yīng)的3 dB截止頻率，移動(dòng)讀數(shù)指針可看出3 dB截止頻率約在126 kHz附近，與理論計(jì)算很接近。
3．2．2 用交流分析法測(cè)試頻率特性
另外，還可啟用交流分析法測(cè)試電路的幅／相特性。選擇Simulate／Analyses／AC Analysis命令。在出現(xiàn)的對(duì)話框中進(jìn)行如下設(shè)置：起始頻率1Hz，終止頻率100MHz，掃描類型選擇十進(jìn)制，縱坐標(biāo)選dB為刻度，在“Output”選項(xiàng)卡中輸出節(jié)點(diǎn)選V(6)，單擊“Simulation”，仿真結(jié)果如圖5所示。測(cè)得的通帶電壓放大倍數(shù)、3 dB截止頻率也與理論分析相一致。
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評(píng)論