基于Multisim的多功能滤波器电路的仿真 毕业设计

基于Multisim的模拟电路仿真

[摘要] 滤波电路是一种能使有用频率信号通过而同时抑制无用频率信号的电子装置，有

着很重要的作用，常用来进行信号处理、数据传送和抑制干扰等。本次设计仿真在模拟电路的基础上对各种功能的滤波器以及多功能有源滤波电路的功能原理、设计参数、电路的组建、模拟仿真进行研究分析，给出滤波器的低通、高通、带通、带阻参数仿真设计方法，以此来进行滤波电路的设计。采用具有先进功能的仿真软件Multisim对各种功能的滤波器电路进行仿真，为获得该类电路设计参数提供了EDA手段和实验依据。

[关键词] 滤波器电路 Multisim 模拟电路 仿真

Analog circuit simulation based on Multisim

[Abstract] The filter circuit is a way for the useful frequency signal through while at the same time suppress the unwanted frequency signals in electronic devices, It has a very important role, often used to signal processing, data transfer and interference suppression. The design and simulation filter and multifunction active filter circuit of the various functions of analog circuits based on functional principles, the design parameters of the circuit set up, simulation analysis, given the low-pass filter, high pass, band pass, band stop parameter simulation design method, in order to carry out the design of the filter circuit. Simulation software with advanced features of Multisim simulation, EDA tools and experimental basis for the class circuit design parameters of the filter circuit of the various functions.

[Keywords] Filter circuit; Multisim; Analog circuit; Simulation

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目录

引言 .............................. ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 第一章 绪 论 ................................................................ 2

1.1 选题意义 ........................................................... 2 1.2 研究现状 ........................................................... 2 1.3 Multisim简介 ....................................................... 3

1.3.1 Multisim的主窗口 .............................................. 3 1.3.2 Multisim菜单栏 ................................................ 4 1.3.3 Multisim 工具栏 ............................................... 6 1.3.4 Multisim的元器件库 ............................................ 6 1.3.5 Multisim仪器仪表库 ............................................ 6 1.4 论文主要工作 ....................................................... 7 1.5 设计任务及要求 ..................................................... 7 第二章 具有基本功能的滤波器的种类与仿真设计 ................................ 8

2.1 低通滤波电路 ....................................................... 8

2.1.1电路设计分析 ................................................... 8 2.1.2元器件选取及电路组成 ........................................... 9 2.1.3仿真分析 ...................................................... 10 2.1.4仿真分析总结 .................................................. 12 2.2 高通滤波电路 ....................................................... 12

2.2.1电路设计分析 .................................................. 12 2.2.2元器件选取及电路组成 .......................................... 13 2.2.3二阶高通滤波器仿真 ............................................ 14 2.3 带通滤波电路 ....................................................... 19

2.3.1 电路工作原理 ................................................. 19 2.3.2带通滤波电路仿真 .............................................. 19 2.4 带阻滤波电路 ....................................................... 21

2.4.1 带阻滤波电路特性 ............................................. 21 2.4.2带阻滤波电路仿真 .............................................. 22 2.4.3 仿真分析 ..................................................... 23 2.5多功能滤波器 ........................................................ 24

2.5.1设计目的及要求 ................................................ 24 2.5.2参数的确定 .................................................... 24 2.5.3电路图的设计 .................................................. 27 2.5.4仿真分析 ...................................................... 27

结论 ....................................................................... 31 致谢语 ..................................................................... 32 参考文献 ................................................................... 33

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引言

为了更好的总结大学四年学习研究与实践的成果，加深对电子电路知识的理解与掌握。通过模拟电路仿真这个课题来实践制作一个多功能滤波器。实践仿真过程中要合理的利用集成电子器件等基于模拟电路的知识来进行实践与仿真。本毕业设计使用四个运算放大器分别实现低通、带通、带阻、高通滤波电路，实现多功能滤波电路的设计与仿真。

滤波器是一种能够有效抑制无用频率信号而可以使有用频率信号通过的一种电子电路装备。在工程上常用它进行信号处理、数据传送或抑制干扰等。是一种有着广泛用途的重要器件。以往的滤波器通常采用元件电阻R、电感L和电容C组成，此种滤波器通常称为无源滤波器。而目前则一般采用集成运放、电阻R、电容C组成的滤波器，常称为有源滤波器。

由RC元件与运算放大器组成的RC有源滤波器，其功能是让一定频率范围的信号通过，抑制或急剧衰减此范围以外的信号。可用在信息处理、数据传送、抑制干扰等方面，但因受运算放大器频带限制，这类滤波器主要用于低频范围。根据对频率范围的选择不同，可分为低通（LPF）、高通（HPF）、带通（BPF）与带阻（BEF）等四种滤波器。

本毕业设计通过先进的仿真软件Multisim对滤波器电路进行设计与仿真。设定参数进行仿真研究与分析仿真结果，从而得出重要的结论。

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第一章 绪 论

滤波电路是一种能使目标信号通过而同时抑制无用频率信号的电子装置。这里主要讨论的是模拟滤波器。以往这种滤波器主要采用无源元件R、L和C组成，20世纪60年代以来，集成运放获得了迅速发展，由它和R、C组成的有源滤波电路，具有不用电感、体积小、重量轻等优点。此外，由于集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高，输出阻抗又低，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。但是，集成运放的带宽有限，所以目前有源滤波电路的工作频率难以做得很高，以及难以对功率信号进行滤波，这是它的不足之处。

1.1 选题意义

Multisim是一种功能非常强大的电子电路仿真软件，该软件可以对电路直流工作点分析，交流特性分析、傅里叶分析、暂态分析、失真度分析、噪声分析、直流扫描、参数扫描、灵敏度分析、温度扫描、传输函数分析、零，极点分析、最坏情况分析；既可以对模拟、数字、模拟/数字混合电路、射频电路进行仿真；又能对部分微机接口电路进行仿真，克服了实验室条件下对传统电子设计工作的限制。为用户提供了一个良好的集成化的虚拟设计实验环境，从建立电路到仿真分析和结果输出在集成界面都可以完成，仿真的手段完全切合实际，选用的元器件和测量仪器与实际情况十分接近；并且界面可视、直观。绘制电路图所需的元器件、仪器、仪表以图标形式出现，选取十分方便，还可以自己扩充元件库。对电路中元器件设置故障，如开路、短路和不同程度的漏电等，针对不同故障观察电路的各种状态进行仿真，从而加深对电路原理的理解。利用Multisim软件设计可以使设计与实验同步，一边设计一边实验，修改调试方便；仿真实验中又不消耗实际的元器件和测试仪器，实验成本低廉，实验速度快速；仿真实验成功的电路又可以直接在产品中使用，缩短了开发应用的周期。

结合Multisim软件能达到搭建电路，仿真分析。达到事半功倍的效果。

1.2 研究现状

随着计算机技术和电子技术的发展，电子产品已与计算机技术密不可分，紧紧相连；随着电子产品日益智能化，电路得集成度的越来越高，使新技术新产品的更新周期越来越短。应运而生电子设计自动化技术（EDA），从而使电路研发人员能用计算机来完成电路功能设计、逻辑分析、性能分析、时序测试直至电路板的计算机自动化设计应运而生。

EDA是“electronic design automation”的缩写，译成中文名为电子设计自动化。它是在20世纪90年代初从计算机辅助设计英文缩写为（CAD）、计算机辅助制造英文缩写为

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