用Multisim分析二階低通濾波器電路

4.2 交流分析(AC Analysis)

停止Multisim仿真分析(Multisim仿真分析與交流分析不能同時(shí)進(jìn)行)，在主菜單欄中simulate項(xiàng)中選擇Analysis中的AC Analysis。參數(shù)設(shè)置如下：起始頻率為1 Hz，終止頻率為10 MHz，掃描方式使用十進(jìn)制，縱坐標(biāo)以dB為刻度，在Output variables中選擇輸出節(jié)點(diǎn)(即圖1中節(jié)點(diǎn)3)，然后點(diǎn)擊simulate進(jìn)行仿真分析，得到電路的幅頻特性曲線如圖3所示。

4.2.1 通帶電壓放大倍數(shù)AUP的測(cè)量

從特性曲線可以看出，在低頻狀態(tài)下頻率變化對(duì)AUP的影響不大，頻率較大時(shí)AUP隨頻率增加而急劇減小。高頻狀態(tài)下輸出電壓則接近于0。從對(duì)話框中可知縱坐標(biāo)最大值為6.020 4 dB，即AUP=2，與理論計(jì)算值相符。

4.2.2 通頻帶截止頻率fP的測(cè)量

fP為縱坐標(biāo)從最大值(6.020 4 dB)下降3 dB時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率，即縱坐標(biāo)為3.020 4 dB所對(duì)應(yīng)的頻率。將圖3中右側(cè)標(biāo)尺移至3.020 4 dB附近，選其局部進(jìn)行放大；再將該標(biāo)尺精確移至縱坐標(biāo)為3.020 4 dB處，得到的橫坐標(biāo)為148.495 2 Hz，即fP=148.495 2 Hz。這與理論計(jì)算得到的基本一致。

4.3 參數(shù)掃描分析(parameter sweep)

當(dāng)某元件的參數(shù)變化時(shí)，利用Multisim中的參數(shù)掃描分析功能可以得到電路輸入輸出特性的變化情況。

在主菜單欄中simulate項(xiàng)中選擇Analysis中的parameter sweep。參數(shù)設(shè)置如下(以分析C1為例)：設(shè)備項(xiàng)中選擇電容設(shè)備，元件名選擇C1，參數(shù)選擇電容量，電容量使用le-006F，le-007F，le-008F三個(gè)值。點(diǎn)擊more選項(xiàng)，選擇AC Analysis(交流分析)，再選擇節(jié)點(diǎn)3作為輸出節(jié)點(diǎn)。點(diǎn)擊simulate進(jìn)行仿真，得到C1取上述三個(gè)不同值時(shí)電路的幅頻特性曲線(如圖4所示)。

圖4中，三條曲線由下至上對(duì)應(yīng)的電容分別為le-006F、le-007F、le-008F，對(duì)應(yīng)的截止頻率分別為35.550 Hz，148.493 7 Hz，193.375 6 Hz。很顯然，C1減小引起電路的截止頻率增大，通頻帶變寬。而C1的變化對(duì)電壓增益基本無影響。

采用類似方法，我們得到C2，R1，R2，R3和Rf對(duì)電路性能的影響如下：C2，R2和R3的變小均會(huì)引起電路的截止頻率增大和通頻帶變寬。而C2，R2和R3的變化對(duì)電壓增益的影響不大。R1與輸出電壓幅度成反比，Rf與輸出電壓幅度成正比，但R1和Rf的變化不影響電路的頻率特性。

5 結(jié)語

由以上分析可知，Multisim中的仿真分析結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果十分接近。Multisim既是一個(gè)專門用于電子電路設(shè)計(jì)與仿真的軟件，又是一個(gè)非常優(yōu)秀的電子技術(shù)教學(xué)工具。Multisim應(yīng)用于課堂教學(xué)，豐富了電子技術(shù)多媒體輔助教學(xué)的內(nèi)容，是教育技術(shù)發(fā)展的一個(gè)飛躍。Multisim以其具有的開發(fā)性、靈活性、豐富性、生動(dòng)性、實(shí)時(shí)交互性和高效性等功能特征，極大地豐富了電子電路的教學(xué)方法，拓展了教學(xué)內(nèi)容的廣度和深度，為提高電子技術(shù)教學(xué)質(zhì)量提供了又一個(gè)有效手段.