4階Chebyshev有源濾波器的設計與實現

Monte Carlo分析是在給定電路元件參數的統計分布規律的情況下，用一組偽隨機數求的元件參數的隨機抽樣，估算出電路性能的統計規律。進行MonteCarlo分析時，根據實際情況確定元器件值分布規律，多次“重復”進行指定的電路特性分析，每次分析時采用的元器件值是從元器件值分布中隨機抽樣，每次分析時采用的元器件值完全相同，而是代表實際變化情況。多次電路特性分析后，對各次分析結果進行綜合統計分析。Monte Carlo分析是一種隨機抽樣、統計分析的方法，簡稱MC分析。MC分析結束后，采用波形顯示分析模塊Probe可以用直方圖表示電路特性的分散情況。再與規范值相比較，就可以得到滿足規范要求的電路所占的比例，這也就是成品率，因此MC分析又稱為成品率分析。
如圖5 Chebyshev 4階有源濾波器，如果投入生產時要求組裝100套濾波器，所有電阻采用精度為1％的電阻器，所有電容采用精度為5％的電容器，應用Probe模塊的命令系統，對電阻進行蒙特卡洛(Monte Carlo)分析，繪出更直觀的直方圖。
對考慮其值發生隨機變化的元器件應采用Breakout庫中的符號，編號和阻值不變，設置電阻、電容的模型參數變化。比如R1和C1的模型分別描述為。
MODEL Rbreak RES R=6．34 k DEV=1％
MODEL Cbreak CAP C=6．34 k DEV=5％
MC分析的參數設置之后，進行MC分析和結果顯示，應用Performance Analysis功能繪出MC最大增益波形圖和最大增益分布直方圖分別，如圖8和圖9所示。

顯然從圖8可以看出，Chebyshev 4階有源濾波器通過采用隨機抽樣、統計分析方法的MC和Pspice仿真分析的結果幾乎完全相同。輸出幅頻特性的中心頻率約10 kHz，帶寬達到1．5 kHz，進而也再次認定了Chebyshev 4階有源濾波器具有良好的幅頻特性、較高的穩定性和提高了帶寬。圖9可以看出，直方圖顯示了最大增益在不同范圍內的Chebyshev 4階有源濾波器電路所占的比例。同時在直方圖的下方還顯示了直方圖有關信息說明和統計分析結果。

4 結束語
用Pspice軟件分析低通濾波器，以直接可視化的結果反映的幅頻特性，避免了復雜運算。經過比較低通濾波器的功能，設計出4階Cheby-shev有源濾波器，并仿真出直觀的頻率特性。運用Probe模塊，對4階有源濾波器模擬結果的再高級分析處理。另外，如果有特定要求的電阻電容精度，如果投入生產組裝大量4階Chebyshev有源濾波器時，采用隨機抽樣、統計分析的MC方法，確定Chebyshev 4階有源濾波器的特性，其大量生產時仍具有高穩定性，為大量生產明確了目標性能。