MATLAB与Multisim实现RC低通滤波器设计

"本次实验是关于电子工程学院信息对抗技术和电子信息工程专业的B级达标测试，主要涉及RC低通滤波器的设计、实现与测量。实验报告由张婧仪、唐心怡和吴程锴共同完成，任务包括设计截止频率为15.9kHz的RC低通滤波器，并通过MATLAB和multisim软件进行仿真和测试。" 实验内容详解： 1. **RC低通滤波器设计**： RC低通滤波器是一种基于电容(C)和电阻(R)组成的电路，用于筛选低频信号，阻止高频信号。其3dB截止频率(fc)可通过以下公式计算： \[ f_c = \frac{1}{2\pi RC} \] 实验要求设计的滤波器fc为15.9kHz，因此需要计算出相应的R和C值。 2. **MATLAB仿真**： - **时域波形**：MATLAB可以仿真输入和输出信号的时域波形，显示信号随时间变化的情况，对于不同类型的输入信号（单音、三音正弦波、方波）进行仿真，观察滤波器对信号的平滑处理效果。 - **频域波形**：通过傅里叶变换，展示滤波器的频率响应，揭示滤波器在不同频率下的增益。 - **自相关函数**：衡量信号自身在不同时间延迟下的相似度，反映信号的周期性和稳定性。 - **功率谱密度**：表示信号功率在频率域上的分布，有助于理解滤波器对信号噪声的抑制能力。 3. **Multisim实现**： - **滤波器构建**：在Multisim中搭建RC滤波器电路，利用实际的电子元件模拟真实环境。 - **虚拟仪器测试**：使用信号源生成不同频率的输入信号，通过示波器观察输入和输出的时域波形，通过光谱分析仪测量频率响应，以验证滤波器性能。 4. **性能测量**： - **截止频率测量**：确认滤波器的实际3dB截止频率是否符合设计要求。 - **传输系数**：在通带、阻带和过渡带选取多个频率点，计算输入和输出信号的幅度比，对比理论值。 - **时域波形和幅频特性**：记录并分析滤波器在不同条件下的输入输出波形，以及对应的幅频特性图，展示滤波器的滤波效果。 5. **实验报告**： 学生需提交一份详细的实验报告，包括理论分析、设计过程、仿真和测试结果，以及对结果的讨论和分析。 通过这个实验，学生不仅可以深入理解RC低通滤波器的工作原理，还能掌握使用MATLAB和Multisim进行电路设计和性能评估的技能，为后续的电子系统设计打下坚实基础。