用Multisim分析二阶低通滤波器电路

1 引 言

Multisim是加拿大Interactive Image Technologies公司近年推出的电子线路仿真软件EWB(Electronics Workbench，虚拟电子工作平台)的升级版。Multisim为用户提供了一个集成一体化的设计实验环境。利用Multisim，建立电路、仿真分析和结果输出在一个集成菜单中可以全部完成。其仿真手段切合实际，元器件和仪器与实际情况非常接近。Multisim元件库中不仅有数千种电路元器件可供选用，而且与目前较常用的电路分析软件PSpice提供的元器件完全兼容。Multisim提供了丰富的分析功能，其中包括电路的瞬态分析、稳态分析、时域分析、频域分析、噪声分析、失真分析和离散傅里叶分析等多种工具。本文以Multisim为工作平台；深入分析了二阶低通滤波器电路。利用Multisim可以实现从原理图到PCB布线工具包(如Electronics Workbench的Ultiboard)的无缝隙数据传输，且界面直观，操作方便。

2 电路设计

由于一阶低通滤波器的幅频特性下降速率只有-20 dB／10 f，与理想情况相差太大，其滤波效果不佳。为了加快下降速率，使其更接近理想状态，提高滤波效果，我们经常使用二阶RC有源滤波器。采取的改进措施是在一阶的基础上再增加一节RC网络。

电路结构如图1所示，此电路上半部分是一个同相比例放大电路，由两个电阻R1，Rf和一个理想运算放大器构成。R1与Rf均为16 kΩ。下半部分是一个二阶RC滤波电路，由两个电阻R2，R3及两个电容C1，C2构成。其中R2，R3均为4 kΩ，C1，C2均为0.1μF。电路由一个幅度为1 mV，频率可调的交流电压源提供输入信号，用一个阻值为1 kΩ的电阻作为负载。

3 理论分析

3.1 频率特性

二阶低通滤波器电路的频率特性为：

3.2 通带电压放大倍数AUP

低频下，两个电容相当于开路，此电路为同相比例器。