基于pspice四阶带通滤波器的设计与实现毕业论文(编辑修改稿)

基于pspice四阶带通滤波器的设计与实现毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

为在这以前没有人能像电脑那样快速、准确的画出电路图，制出电路板。 如今，随着 Windows95/98 及 NT 操作系统的出现，一些更方便、快捷的电路设计软件应运而生。 如： Tango、 Protel、 OrCAD、PSpice、 VeriBest、 、 PAD20xx Electronics Workbench 等。 PSpice 是较早出现的 EDA(Electronic Design Automatic,电路设计自动化 )软件之一，也是当今世界上著名的电路仿真标准工具之一， 1984 年 1 月由美国Microsim 公司首次推出。 它是由 Spice 发展而来的面向 PC 机的通用电路模拟分析软件。 PSpice 软件具有强大的电路图绘制功能、电路模拟仿真功能、图形后处理功能和元器件符号制作功能，以图形方式 输入，自动进行电路检查，生成网表，模拟和计算电路。 它的用途非常广泛，不仅可以用于电路分析和优化设计，还可用于电子线路、电路和信号与系统等课程的计算机辅助教学。 与印制版设计软件配合使用，还可实现电子设计自动化。 被公认是通用电路模拟程序中最优秀的软件，具有广阔的应用前景。 在国外， PSpice 软件的使用非常流行。 在大学里，它是工科类学生必会的分析与设计电路工具；在公司里，它是产品从设计、实验到定型过程中不可缺少的设计工具。 PSpice 软件几乎完全取代了电路和电子电 4 路实验中的元件、面包板、信号源、示波器和万用表。 有了此软件就相当有了电路和电子学实验室。 、 PSpice 的优越性 电路设计软件有很多，它们各有特色。 如 Protel 和 Tango，它对单层 /双层电路板的原理图及 PCB 图的开发设计很适合，而对于布线复杂，元件较多的四层及六层板来说 OrCAD 更有优势。 但在电路系统仿真方面， PSpice 可以说独具特色，是其他软件无法比拟的，它是一个多功能的电路模拟试验平台， PSpice 软件由于收敛性好，适于做系统及电路级仿真，具有快速、准确的仿真能力。 其主要优点有： ① 、 图形界面友好，易学 易用，操作简单 由 Dos 版本的 PSpice 到 Windows 版本的 PSpice，使得该软件由原来单一的文本输入方式而更新升级为输入原理图方式，使电路设计更加直观形象。 PSpice 6． 0 以上版本全部采用菜单式结构，只要熟悉 Windows 操作系统就很容易学，利用鼠标和热键一起操作，既提高了工作效率，又缩短了设计周期。 ② 、 实用性强，仿真效果好 在 PSpice 中，对元件参数的修改很容易，它只需存一次盘、创建一次连接表，就可以实现一个复杂电路的仿真。 如果用 Protel 等软件进行 参数修改仿真，则过程十分繁琐。 在改变一个参数时，哪怕是一个电阻阻值的大小都需要重新建立网络表的连接，设置其他参数更为复杂 ③ 、 功能强大，集成度高 在 PSpice 内集成了许多仿真功能，如：直流分析、交流分析、噪声分析、温度分析等 ，用户只需在所要观察的节点放置电压（电流）探针，就可以在仿真结果图中观察到其 “ 电压（或电流） 时间图 ”。 而且该软件还集成了诸多数学运算，不仅为用户提供了加、减、乘、除等基本的数学运算，还提供了正弦、余弦、绝对值、对数、指数等基本的函数运算，这些都是其他 软件所无法比拟的。 5 四阶带通滤波器 设计原理 设低频段的截止频率 FH,高频段的截止频率为 FL，频率在 FH和 FL之间的信号能够通过，低于 FH和高于 FL 的信号被衰减的滤波电路称为带通滤波器。 带通滤波电路 将高通滤波器和低通滤波器串联， 如图 1， 就可得到带通滤波器。 其中高通部分的截止频率为 FH，低通部分的截止频率为 FL， 可知 FH应小于 FL，则通频带为（ FLFH）。 图 1 四阶 带通滤波器原理框图 其中高通和低 通部分都采用的是由单个集成运放构成的二阶压控电压源滤波电路， 而高通和低通电路都包括了 RC 选频部分、放大器部分以及反馈部分。 则带通滤波器 电路原理图 如图 2。 Au1 f Uo Ut Ui 二阶高通滤波器 二阶低通滤波器 f Au 6 图 2 四阶带通滤波器电路 原理 图 根据图 2所示，首先对于高通部分， 可知 A1点的节点电流方程为： RHUUjw C HUUjw C HUU tACAAin  111111 RH UUjw C HUUjw C HUU tACAAin  1111 )()( ① UO Ut inU B2 A2 C2 C1 B1 A1 RL4 RL3 RL RL RH RH4 RH RH3 CH1 GND GND GND GND GND — + — + CH2 GND CL1 GND CL2 GND 高通部分 低 通部分 7 而 C1点的节点电流方程为： RHUjwCHUU CCA 1111  )11(111 jw C H R Hjw C H R HUUU CCA  ② 同样的，可得出 B1 点的节点电流方程为： 111343upttB AURHRHRH UU  ③ 在运算放大器是理想运放的情况下，其反向和正向输入端的净输入电压和净输入电流均可认为为零，即 11 BC UU 。 联立式 ① 、 ② 、 ③ ，将 ② 、 ③ 式代入 ① 式中，则可得 jw C H R HUjw C H R HUUUU tACAin  1112 tCCC Ujw C H R HUjw C H R Hjw C H R HUUjw C H R H 1)11(1)11(2 111 =tCCC jw C H R Hjw C H R HUjw C H R HUU 1)(3 2111  =j w C H R HUAj w C H R HUAj w C H R HUAU tuptuptup t  1211 )()( 3 =tup up Ujw C H R HAAjw C H R Hjw C H R Hjw C H R H21 12)( 13)(  令 jws ，则可得到高通部分的传递函数为： 2121 )()3(1 )()( SR H C HSR H C HA SR H C HASAupupu  高通 可知其中 3411 RHRHAup 为高通滤波部分的通带放大倍数 R HC HCHRHf H  2 1)()(2 1 22 为 高通部分的截止频率 8 而11 31upAQ 同理，对于低通部分， A2点的节点电流方程为 RHUUjw CUUjw C LUU OACAAt  2222。