摘 要:為了驗證和比較一階低通濾波電路和二階低通濾波電路的參數(shù)和性能，在Multisim10中搭建電路，并通過AC Analysis功能進行頻率特性分析，所得結果與理論計算相符。

關鍵詞:低通濾波電路 示波器 頻率分析 Multisim10

1.引言

Multisim10是美國國家儀器有限公司(NI)推出的以Windows為基礎的仿真工具。由于其包含大量虛擬儀器設備，使得其電路設計與仿真功能在實驗教學中深受歡迎。其仿真環(huán)境真實可靠，得出的數(shù)據(jù)準確合理，界面簡潔明了，操作方便易于掌握。即使在實驗室條件較為完善的地方，用Multisim10軟件進行電路仿真仍然不失為一條捷徑。

本文以一階和二階有源低通濾波電路為例，在Multisim10中搭建電路圖，運用其強大的仿真測試功能，驗證濾波電路的各項參數(shù)，并比較二者的優(yōu)劣。

2.電路設計

有源濾波器是一種帶有運算放大器的選頻電路，它能選出有用的信號，抑制無用的信號，使一定范圍內的信號能順利通過，衰減很小，而在此頻率范圍以外的信號不易通過，衰減很大。

圖1就是在Multisim10中搭建的一階有源低通濾波器。此電路的上半部分是一個同相比例放大電路，由兩個電阻R1，Rf和一個理想運算放大電路構成。R1和Rf均為16k?贅。下半部分是一個一階RC濾波電路。由一個電阻R2(4k?贅)和一個電容C1(0.1?滋F)構成。電路由一個幅值為1mV，頻率可調的交流電壓源提供輸入信號，用一個阻值為1k?贅的電阻作為負載。

4.2頻率特性分析

在主菜單欄“simulate”選項中選擇“Analysis”中的“AC Analysis”，就可以進入交流電源頻率特性分析對話框。在“Start Frequency”中選擇起始頻率為1Hz，在“Stop Frequency”中選擇終止頻率為1MHz，這樣電腦會自動將輸入信號的頻率從1Hz調試到1MHz進行實驗，并最終將幅值與頻率的關系繪制成幅頻曲線。另外在對話框中還需要設置坐標軸單元格參數(shù)。在“Sweep type”中選擇Decade，“Vertical scale”選項中選擇Decibel(分貝)。設置好以上信息后，在輸出“Output”信號選擇標簽中選擇V(4)，選擇好輸出電壓節(jié)點，然后點擊確定。用以上的方法，分別對兩組電路進行頻率分析，然后將輸出曲線放在同一坐標系下比較，所得頻率特性如圖4。

5.結語

由以上結果可知，Multisim10中的仿真結果是真實可信的，能夠準確反映實際電路情況。它既可以作為一個專門的電子電路設計軟件，又可以憑借其強大的仿真功能，直觀易懂的交互界面，應用于實驗教學。本文設計的低通濾波電路的仿真分析在教學中已取得了良好效果。

參考文獻:

[1]華成英，童詩白.模擬電子技術基礎[M].4版.北京:高等教育出版社，2006.

[2]黃智偉，李傳琦，鄒其洪.基于Multisim的電子電路計算機仿真設計與分析[M].北京:電子工業(yè)出版社，2005.

作者單位:河南信陽空軍第一航空學院自動化教研室