二阶有源低通滤波电路的设计与分析
英飞凌汽车电子生态圈
3 Multisim分析
3．1 用虚拟示波器观察输入输出波形
Multisim环境下，创建如图3所示的二阶有源低通滤波器的仿真电路，启动仿真按钮，用虚拟示波器测得的输入输出波形，如图4所示。可以看出，输出信号的频率与输入信号一致，输出信号与输入信号同频不同相，说明二阶低通滤波电路不会改变信号的频率。从图4中可以看出，当输入信号的频率较大(例如200 kHz)时，输出信号的幅值明显小于输入信号的幅值，而低频情况下的电压放大倍数Auf=2。显然，当输入信号的频率较大时，电路的放大作用已不理想。
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。
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