二阶有源低通滤波电路的设计与分析

调节输入信号V3的频率，使之分别为126 kHz，100 kHz，2 kHz。由虚拟示波器得到，当输入信号的频率为2 kHz时，输入输出信号同频同相，且输入信号的幅值约为1 V，输出信号的幅值约为2 V，即Auf=2，与理论计算相吻合。而输入信号的频率为100 kHz时，Auf≈2。当输入信号的频率为126 kHz时，输入信号的幅值约为998 mV，输出信号的幅值约为1．369 V，此时，说明3 dB截止频率fc接近126 kHz。也可以用瞬态分析法观察输入输出波形。

3．2 测试幅／相特性等特征参量

3．2．1 用波特图示仪测试频率特性

在图3所示的电路中，可以用波特图示仪观察电路的幅／相特性。从仿真得到的幅频特性曲线中可以看到，通带的对数坐标为6．02 dB，对应的电压放大倍数Auf=2，且输入输出同频同相。对数坐标减去3 dB即是对应的3 dB截止频率，移动读数指针可看出3 dB截止频率约在126 kHz附近，与理论计算很接近。

3．2．2 用交流分析法测试频率特性

另外，还可启用交流分析法测试电路的幅／相特性。选择Simulate／Analyses／AC Analysis命令。在出现的对话框中进行如下设置：起始频率1Hz，终止频率100MHz，扫描类型选择十进制，纵坐标选dB为刻度，在"Output"选项卡中输出节点选V(6)，单击"Simulation"，仿真结果如图5所示。测得的通带电压放大倍数、3 dB截止频率也与理论分析相一致。

3．2．3 用参数扫描分析法测试斯率特性

在图3所示电路中，改变电阻R6，RF的值，从而改变Q值，观察频率特性变化。由理论分析结果可知，改变放大倍数，即可改变Q值。利用Multisim的参数扫描分析功能，即可得到不同条件下的频率特性。

在主菜单栏中，选择Simulate／Analyses／ParameterSweep——命令，在出现的对话框中进行如下设置：器件类型选择电阻，器件名称选择电阻RF，分别取RF=0 Ω，6 200 Ω，ll 780 Ω"More Options"选项中，扫描类型选AC Analysis，再选择节点V(6)为输出节点，点击Simulate进行仿真，得到RF取3个不同阻值时电路的幅／相特性曲线，如图6所示。

从图6中可以看出，3条曲线从下至上对应的电阻RF分别为0 Ω，6200 Ω，11780 Ω幅频特性纵坐标对应的对数坐标分别-8．4 dB，2．88 dB，12．89 dB对应的3 dB截止频率约为127 kHz。可见，RF越大，Auf越大，Q越大，幅频特性曲线越尖锐。在同样的设计截止频率下，Q值的不同对实际截止频率有较大的影响。同理可以分析电阻R6对幅频特性的影响。

采用类似的方法，还可以分析电容C1，C2，电阻R1，R2对通频带的影响。分析结果如下：C1，C2，R1，R2的变小均会引起电路截止频率的增大和通频带的变宽，而C1，C2，R1，R2的变化对电压增益的影响不大。R6与输出电压幅度成反比，RF与输出电压幅度成正比，但R6，RF的变化不影响电路的频率特性。

4 结束语

分析结果表明，Multisim中的仿真分析结果与理论计算十分接近。Multisim既是一个非常优秀的电子技术教学工具，又是一个专门用于电子电路设计与仿真的软件。将Multisim应用于电路设计不仅可以简化设计过程、提高设计效率，而且可以优化设计方案、节约设计成本，是现代化设计的趋势。