目录第一章：总体思路
第二章：电路设计
第三章：实验与分析
1、时域分析
2、频域分析
3、s域分析第四章：总结
第五章：附录
第一章总体思路本次设计围绕4阶时尚宝马低通滤波器，从电路设计、时域分析、频率分析、s域分析几个方面着手，通过理论分析、仿真实验、真实测量来研究和验证整个系统的性质。 时域验证系统的冲激响应、阶跃响应以及零输入响应； 用频域分析验证系统的振幅曲线和相位曲线； 在s域中，研究通过极分布使系统稳定与否。
第二章电路设计1、运算放大器芯片的选择
这次实验的截止频率在1KHZ以下，带宽在1MHZ以下，选择通用运算放大器的芯片即可，最终决定采用LMV358这一通用芯片。
2、电路图
在检针法上，4次时尚宝马一次回路的放大率为1.152，二次放大率为2.235。
于是，R2/R1=1.152-1=0.152，R4/R3=2.235-1=1.135。 因此，电阻值设为R1=100K、R2=15.2K、R1=10K、R1=12.35K. 滤波器使用的电阻均采用20k，电容器采用0.01uf。 谐振频率f0=1/(2RC )795HZ。 电路总增益Av=1.1522.235=2.57472。 以下是系统传递函数的求解过程。
第三章：实验与分析
1、时域分析
阶跃响应
a、理论分析：
利用matlab通过gddlc逆变换求出系统函数1/s的时域公式。 然后，用matlab绘制得到时域式的图像。
输入命令：
理解：
输入命令：
得到波形图：
b、多点仿真
步进信号生成：
设计参数，使其频率足够小，占空比足够大，可以模拟步进信号。
电路设计：
模拟结果：
可以看出，仿真得到的波形基本准确，电压增益约为2.574，波形也与matlab相同。
c、实际效果
脉冲响应
a、理论分析
在matlab中输入：
理解：
输入：
获取：
b、多点仿真
脉冲信号生成：
模拟结果：
起初出现高电压，然后出现低电压，然后逐渐振动减少，与理论分析一致。
c、实际效果
正弦函数响应
a、理论分析
输入命令：
获取：
b、多点仿真
电路：
结果：
从上面两幅图可以看出，multisim的模拟结果与matlab基本一致。
c、实际效果
与理论值相比，电压幅度略有差异，但总体趋势一致。
与理论值基本一致。
2、频域分析
振幅曲线
a、理论分析
输入命令：
获取：
如从图中可见，通带的增益为20LG(2.574 )=8.21，截止频率为5000rad/s，即，约795HZ。 由于两个衰减系数是特别设定的，因此与之前计算的f0=1/(2RC )795HZ相同。
b、多点仿真
电路设计：
波特测量振幅曲线
结果：
如从上文所见，当增益为5.25dB时，即，在-3dB处，频率约为795HZ，这与matlab的计算结果相同。
c、实际效果
实际测量部分的照片：
测量结果：
matlab通过绘制散点图得到：
由图可知，实际测量效果与matlab和multisim的结果大致相同，理论上f=795HZ时，20*LG(av )=5.21，接近图中的5.29。
相位频率曲线
a、理论分析
输入命令：
获取：
如从图中可见，截止频率为6210rad/s，即，988HZ。 988HZ时=-223
b、多点仿真
电路设计：
波特测量振幅曲线
模拟结果：
由上图可见，结果与matlab的计算结果基本一致。
c、实际效果
实际测量部分的照片：
测量结果：
用matlab绘制相位差曲线：
由上图可知，当f=988HZ时，对应的相位差为-224，这与理论值-223基本一致。
3、s域分析
输入命令：
得到：
由上图可以看出，极点均在左侧，所以系统是稳定的。
第四章：总结本次实验实际上是对一个元器件已经固定的系统进行多方面的分析，先是查阅资料后按常规设计出电路，然后计算系统的传递函数，最后实验围绕系统传递函数展开。通过本次实验设计，意识到了理论知识的重要性。之前做过的二阶低通滤波电路，没有涉及阻尼系数的概念，采用20KΩ和0.01uf元件构建的二阶电路的截至频率并不是1/(2ΠRC)，但是通过设置第一级与第二级的阻尼系数，可以让截止频率等于1/(2ΠRC)。
通过本次实验，学到了：
①matlab作为强大的数学计算工具，可以通过matlab计算截至频率，画频谱图，画各种信号的响应，matlab可以更多用于理论的计算。
②multisim中波特仪的使用方法，波特仪的幅频和相频的单位与matlab中用margin函数画出的图像的单位是一致的，但是matlab中频率用的是角频率，而multisim用的是HZ。只有在波特仪的起始值与终点值设置合理时波特仪才会显示图像。
③在matlab计算截至频率的过程中，卡在了margin的输入参数问题，最后发现必须用tf函数构建系统传递函数后才能作为margin的输入参数，即使传递函数已经化为包含s的式子。
④在制作电路时，放大系数用的电阻必须精确，这直接关系到频域响应。所以在本次实验中对于15.2KΩ和12.35KΩ的电阻采用两个0603封装的电阻串联使用，增大精确度。
实际电路图
Boom表
原理图
Pcb图