multisim仿真教程 二阶带通滤波器ppt

.专业整理 .摘要在学习《模拟电子技术基础》的基础上，针对课程设计要求，设计一个通带为 0.833KHz 、中心频率为 5KHz 、品质因素为 6、最大增益为 2 的带通滤波器，选择有源滤波器的快速设计法为设计方案，计算出该方案需要的电阻、电容、运算放大器参数，通过 Multisim 软件仿真和电路板的制作，对所选的方案进行调试，验证方案的正确性，并将实际设计的滤波器与仿真得到的滤波器进行比较，分析误差产生的原因。

关键字：带通；滤波器；快速设计法； Multisim 仿真；调试；分析误差.专业整理 .目录引言 (3)1.设计任务及要求 (3)2.方案选择 (3)3.二阶有源带通滤波器理论设计 (4)3.1 简介 (4)3.2 工作原理 (4).专业整理 .3.3 传递函数及性能参数 (5)3.4 器件参数的选取 (6)3.5 Multisim仿真及仿真数据处理 (6)4.电路板的制作 (8)4.1 原理图和 PCB 图的绘制 (8)4.2 电路板制作过程 (9)5.电路板的调试 (10)5.1 调试的仪器 (10)5.2 调试过程及结果 (10)5.3 调试所遇到的问题 (13)5.4 调试误差分析 (13)6.结论 (13)谢辞 (15)参考文献 (16)附录·················17·····················引言本论文主要讨论信号的处理电路，其中一种电路称为模拟滤波器，模拟滤波器的主要功能是传送输入信号中有用的频率成分，衰减或抑制无用的频率成分，本文主要研究由电阻、电容和运算放大器组成的有源带通滤波电路，其原理是通过对电容、电阻参数的配置，使得模拟滤波器对频率在通带内的频率分量呈现很小的阻抗，而对频带外的频率分量呈现很大的阻抗，这样当负载电流信号通过该模拟带通滤波器的时候就可以把通带内的信号提取出来，把通带外的信号去除。

1 课程设计的目的与作用1.1总体方案的选择在方案的选择：根据彩灯控制设计的情况，参考各方面的参考书，大多是运用集成芯片控制.单片机控制和自激震荡电路， 故提出以下三种电路：方案一：选用集成芯片控制图1.1.1设计流程图此构思主要用芯片控制电路使的电路中的彩灯能够闪烁。

方案二：选用单片片及控制图1.1.2设计流程图此构思主要利用单片机对电路进行控制实现电路的循环控制 方案三：选用自激振荡电路图1.1.3设计流程图运用模电知识实现彩灯效果1.2 课程设计的作用综合以上三种方案：方案一中运用的是集成芯片对电路进行控制，此种电路不能在模拟仿真软件上运行，且实验室里不一定有现成的芯片，还不能彻底理解电路的原理，故不选此方案。

方案二运用的是单片机控制电路，这种方案最常用，但是要编程序做成芯片，但现在还没学单片机，故不支持用此种做法。

方案三运用的是模拟电子的知识，所有原器件都能在实验室找到，结构清晰，原理易懂。

因此，最终确定的方案为方案三和各步骤的方案如下：1.运用二极管组成单相桥式整流电路2.电容滤波电路。

3.用三块三极管搭成自激多谐振荡器，达到交替导通和截止的目的4.彩灯电路。

2 设计任务及所用Multisim软件环境介绍2.1 Multisim软件环境介绍Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。

它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。

Multisim 10启动画面图工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。

Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。

通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB 设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。

多路负反馈二阶带通滤波电路及其Multisim 仿真验证作者：贾文水王仁宝郭立全来源：《物联网技术》2018年第01期摘要：文中设计了一种可应用于水下超声和管道超声波工作场合的超声波滤波电路。

利用多重负反馈带通滤波电路的特性，使电路具备非常狭窄的带宽，并且在中心频率处拥有增益较高的信号。

利用Multisim软件对电路的性能进行仿真验证，得出了较为理想的结果。

关键词：多重负反馈；狭窄的带宽；滤波；Multisim中图分类号：TP212 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2018）01-00-010 引言随着科技的进步，无损检测技术越来越多地被应用于实际生产和生活中。

而超声波技术是无损检测技术中极具优势的一种，因为超声波具有定向性好、能量集中，在传输过程中衰减较小，反射能力较强等特点，不受光线、被测物颜色等的影响，在恶劣环境下具有一定的适应能力。

本文设计了一款超声波信号处理滤波电路，该电路主要应用于1～2 MHz超声波信号处理，并利用Multisim软件对电路特性进行了仿真。

1 滤波电路原理图设计及仿真结果1.1 滤波电路设计多路负反馈二阶有源带通滤波器使用单个通用运算放大器（通用运放）接成单电源供电模式，易于实现，滤波电路如图1所示。

该电路的上限截止频率和下限截止频率可以非常近，具有很强的频率选择性。

令C1=C2=C，Req是R1和R2并联的值。

品质因数Q等于中心频率除以带宽：Q=fc/BW （1）由式（1）可以看出，通过使R3的值远大于Req来获得较大的Q值。

Q值越大，频率选择性越好，带宽越小；反之亦然。

令中心频率为fc，计算公式如下：中心角频率：1.2 电路仿真结果本文所设计的带通滤波电路可以通过的频率范围为550kHz～2.2 MHz，其中在f=1.1 MHz 时增益最大，可达到25 dB左右，而对此频率范围外的其他信号抑制都较为明显。

由于在现实生产和工作中，水下超声和管道超声波应用的频率范围大多为1～2 MHz，因此该电路非常适合于水下超声和管道超声信号的滤波。

２０１８年　／　第１期 物联网技术８３0 引 言随着科技的进步，无损检测技术越来越多地被应用于实际生产和生活中。

而超声波技术是无损检测技术中极具优势的一种，因为超声波具有定向性好、能量集中，在传输过程中衰减较小，反射能力较强等特点，不受光线、被测物颜色等的影响，在恶劣环境下具有一定的适应能力。

本文设计了一款超声波信号处理滤波电路，该电路主要应用于1～2 MHz 超声波信号处理，并利用Multisim 软件对电路特性进行了仿真。

1 滤波电路原理图设计及仿真结果1.1 滤波电路设计多路负反馈二阶有源带通滤波器使用单个通用运算放大器（通用运放）接成单电源供电模式，易于实现，滤波电路如图1所示。

1100 pF2100 pF5 V60.1μF7图1 滤波电路图该电路的上限截止频率和下限截止频率可以非常近，具有很强的频率选择性。

令C 1=C 2=C ，R eq 是R 1和R 2并联的值。

品质因数Q 等于中心频率除以带宽：Q=f c /BW（1）由式（1）可以看出，通过使R 3的值远大于R eq 来获得较大的Q 值。

Q 值越大，频率选择性越好，带宽越小；反之亦然。

令中心频率为f c ，计算公式如下：中心角频率：f c 其中，R R R R R R R eq 121212'==+品质因数Q ：BW Q f c==1.2 电路仿真结果本文所设计的带通滤波电路可以通过的频率范围为550kHz ～2.2 MHz ，其中在f =1.1 MHz 时增益最大，可达到25 dB 左右，而对此频率范围外的其他信号抑制都较为明显。

由于在现实生产和工作中，水下超声和管道超声波应用的频率范围大多为1～2 MHz ，因此该电路非常适合于水下超声和管道超声信号的滤波。

带通滤波电路波特图如图2所示。

带通滤波电路对1 MHz 信号的滤波效果如图3所示，带有三角标号的为电路的输出信号，另一信号为电路的输入信号。

图中下方为示波器的相关参数。

1 课程设计的目的与作用1.1总体方案的选择在方案的选择：根据彩灯控制设计的情况，参考各方面的参考书，大多是运用集成芯片控制.单片机控制和自激震荡电路， 故提出以下三种电路：方案一：选用集成芯片控制图1.1.1设计流程图此构思主要用芯片控制电路使的电路中的彩灯能够闪烁。

方案二：选用单片片及控制图1.1.2设计流程图此构思主要利用单片机对电路进行控制实现电路的循环控制方案三：选用自激振荡电路图1.1.3设计流程图运用模电知识实现彩灯效果1.2 课程设计的作用综合以上三种方案：方案一中运用的是集成芯片对电路进行控制，此种电路不能在模拟仿真软件上运行，且实验室里不一定有现成的芯片，还不能彻底理解电路的原理，故不选此方案。

方案二运用的是单片机控制电路，这种方案最常用，但是要编程序做成芯片，但现在还没学单片机，故不支持用此种做法。

方案三运用的是模拟电子的知识，所有原器件都能在实验室找到，结构清晰，原理易懂。

因此，最终确定的方案为方案三和各步骤的方案如下：1.运用二极管组成单相桥式整流电路2.电容滤波电路。

3.用三块三极管搭成自激多谐振荡器，达到交替导通和截止的目的4.彩灯电路。

2 设计任务及所用Multisim软件环境介绍2.1 Multisim软件环境介绍Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。

它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。

Multisim 10 启动画面图工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。

Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。

通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。

低频实训课程总结题目：二阶带通有源滤波器学院：xxxx专业：xxxx学号：xxxx姓名： xxx指导教师： xxxXxxx年 xx 月<<低频电子线路实训>>课程总结专业：xxxx 学号：xxxx 姓名：xxx 一、设计电路原理图及工作原理32674+12V74112J21 2J139KR112KR2R424KR524K123J3C210nFC110nFR313KR323K图1设计电路原理图工作原理：由RC元件与运算放大器组成的滤波器称为RC有源滤波器，其功能是让一定频率范围内的信号通过，抑制或急剧衰减此频率范围以外的信号。

低通滤波器是用来通过低频信号，衰减或抑制高频信号，二、电路仿真及结果1、仿真软件简要介绍Multisim是Interactive Image Technologies (Electronics Workbench)公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。

它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力2、仿真电路图图2 仿真电路图3、仿真内容和结果1、测量零点漂移。

将万用表XMM1设置为直流DC ，截图并记录万用表XMM1的 输出端直流电压值V os ，即零点漂移大小。

如图所示：：2、寻找输出电压最大值。

调节信号源XFG1频率为 1.8f kHz =，幅度为500i V mVpp =，增大或减小信号的频率，使输出电压为最大值（从XMM1读数可知），此时信号源XFG1的频率为滤波器的中心频率oo f 。

截图并记下此时XMM1的读数，即为输出电压最大值max o V ，再截图并记下此时XMM2的值，即输入电压i V ，可计算增益max u o i A V V =。

输出电压最大值max o V 为：输入电压i V 为：增益max u o i A V V =1.993、测量上限频率H f 和下限频率L f 。

.2014-2015电子电路设计课程说明书学院实验学院专业电子信息工程题目二阶带通滤波器姓名黄玉欢学号********日期2015年7 月21日指导教师摘要此次电子技术课程设计包括数电课设和模电课设两部分，需要自己独立地完成设计、Multisim仿真和硬件连接三个环节。

模拟电路设计：二阶有源带通滤波器，二阶有源带通滤波器采用经典的RC 有源滤波器设计，该设计又称为巴特沃斯滤波器。

电路为双电源供电，可完成对于规定中心频率的选择，并保证信号在3db带宽内平稳不失真，且有良好的矩形系数。

两个实验均通过了仿真测试和硬件连接测试，基本符合课设的要求。

以下是我对两个实验的基本方案、设计原理、元器件的选择、优缺点的比较和仿真结果的介绍。

关键词带通滤波器、Multisim仿真AbstractThe course design by the digital circuit design and analog circuit design composed of，Complete independence to complete the design，Multisim simulation and the experiment three links。

Analog circuit design part，second-order active bandpass filter，and through Multisim software and oscilloscope simulation and performance testing，The output resistor，the center frequency coefficient matrix circuit conditions and performance up to requirements. Two experiments were tested by simulation and laboratory simulation tests，the basic compliance testing requirements. This article describes the Responder and the second-order active band-pass filter and the basic program design principles，component selection，compare the advantages and disadvantages and simulation test results，more comprehensive about the design of this course the content of electronic technology.KeywordsBandpass filter、Multisim Simulation目录1．概述 (1)2．二阶有源带通滤波器的设计、仿真与性能实测 (3)1设计内容与要求 (3)2方案比较 (4)3总体方案 (5)3.1 总体方案介绍 (5)3.2 电路设计原理 (6)3.3 软件仿真与测试分析 (9)3.4 硬件仿真与测试分析 (12)3.5问题解决与讨论 (14)4．结论 (14)5．参考文献 (14)6.附录 (15)6.1 元器件明细表 (15)6.2设计环境与设备清单 (15)6.3附表 (15)1．概述本次电子课程设计分为数字电路和模拟电路两部分。

2014-2015第二学期北京工业大学电子技术课程设计报告题目二阶有源带通滤波器专业电子信息工程学号 ********姓名 XX指导教师 XXXX电源滤波器是由电容、电感和电路组成的滤波电路。

滤波器可以对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，得到一个特定频率的电源信号，或消除一个特定频率后的电源信号。

滤波器在通信技术、测量技术、控制系统等领域有着广泛的应用。

由有源器件和电阻、电容构成的滤波器称为RC 有源滤波器。

滤波器的分类很多，根据滤波器对信号频率选择通过的区域，可分为低通、高通、带通和带阻等四种滤波器；按使用的滤波元件不同，可分为LC 滤波器、RC 滤波器、RLC 滤波器；有源滤波器还分为一阶、二阶和高阶滤波器，阶数越高，滤波电路幅频特性过渡带内曲线越陡，形状越接近理想。

本实验设计了二阶RC 有源带通滤波器，并利用Multisim12.0 对实验进行仿真演示，列出了具体的分析与设计方法。

English abstractThe power filter is composed of capacitor, inductor and circuit filter circuit. The filter can be outside the power line frequency specific frequency or the frequency of frequency were effectively filter, a specific frequency power signal, or remove a specific frequency power 1signals. Filter in communication technology, measurement technology, control systems and other fields have a wide range of applications. A filter called RC active filter, which is composed of an active device and a resistor and a capacitor. The classification of the filter, according to filter the signal frequency selection through a region can be divided into low pass, high pass, band pass and band stop and other four kinds of filter; according to the different use of the filter element can be divided into LC filters, RC filter and RLC filter; active power filter is first order, second order and higher order filter, the higher order, filter circuit amplitude frequency characteristic transition zone curve is steeper, the shape is more close to the ideal.In this experiment, the two order RC active band pass filter is designed, and the Multisim12.0 is used to carry out the simulation demonstration, and the specific analysis and design method are listed.1．模拟电路部分设计 (1)1．1设计任务与要求 (1)1．2方案比较与确定 (2)1. 2. 1方案比较 (2)1. 2. 2元器件及设计图比较 (3)1.2.3方案确定 (4)1．3整体电路设计 (4)1. 3. 1总体方案介绍 (4)1. 3. 2整体电路设计原理 (4)1. 3. 3软件仿真与测试分析 (4)1．3 .4硬件仿真与测试分析 (9)2. 电子技术课程设计总结 (10)参考文献： (11)附录351.绪论数字电子技术课程设计是数字电子技术课程的实践教学环节，是对学生学习数字电子技术的综合训练。