一、题目
如图1所示电路中,已知
R
=
51
k
Ω
R=51\,\textrm kΩ
R=51kΩ,
R
3
=
20
k
Ω
R_3=20\,\textrm kΩ
R3=20kΩ;
f
0
=
1
kHz
f_0=1\,\textrm{kHz}
f0=1kHz。利用 Multisim 分析下列问题:
(1)选取合适的
R
1
R_1
R1、
R
2
R_2
R2、
C
1
C_1
C1、
C
2
C_2
C2 的值,使
f
0
=
1
kHz
f_0=1\,\textrm{kHz}
f0=1kHz;
(2)测试幅频特性,求出带通放大倍数和通带截止频率。
图
1
压控电压源二阶带通滤波电路
图1\,\,压控电压源二阶带通滤波电路
图1压控电压源二阶带通滤波电路
二、电路分析
若选取 R f = R = 51 k Ω R_f=R=51\,\textrm kΩ Rf=R=51kΩ,则为了使集成运放两个输入端的电阻平衡, R 2 = R / / R f = 25.5 k Ω R_2=R//R_f=25.5\,\textrm kΩ R2=R//Rf=25.5kΩ, R 1 = R 2 / 2 = 12.25 k Ω R_1=R_2/2=12.25\,\textrm kΩ R1=R2/2=12.25kΩ。特征频率 f 0 = 1 2 π R 1 C = 1 kHz f_0=\frac{1}{2πR_1C}=1\,\textrm {kHz} f0=2πR1C1=1kHz可得 C 1 = C 2 ≈ 0.013 μF C_1=C_2\approx0.013\,\textrm{μF} C1=C2≈0.013μF。
三、仿真电路
按照上述参数搭建电路,集成运放选择通用型运放 LM324AJ,用波特图仪测试频率特性,调整 C C C 至 5 nF 时 f 0 ≈ 1 kHz f_0\approx 1\,\textrm{kHz} f0≈1kHz,如图2(a)、(b)所示。图(c)所示为 “交流分析” 测试的频率特性,两种方法得到的幅频特性基本相同。
( a ) (a) (a) ( b ) (b) (b) ( c ) (c) (c) 图 2 仿真电路及结果 图2\,\,仿真电路及结果 图2仿真电路及结果
四、仿真结果
由仿真结果可得,通带增益为 5.616 dB,通带放大倍数约为 1.909,通带截止频率约为 0.3 kHz 0.3\,\textrm {kHz} 0.3kHz 和 2.4 kHz 2.4\,\textrm{kHz} 2.4kHz。
五、结论
由于集成运放的非理想参数使测试结果与理论分析产生差别,若换一个其它型号的集成运放,将会得到不同的测试结果。