4阶Chebyshev有源滤波器的设计与实现

Monte Carlo分析是在给定电路元件参数的统计分布规律的情况下，用一组伪随机数求的元件参数的随机抽样，估算出电路性能的统计规律。进行MonteCarlo分析时，根据实际情况确定元器件值分布规律，多次“重复”进行指定的电路特性分析，每次分析时采用的元器件值是从元器件值分布中随机抽样，每次分析时采用的元器件值完全相同，而是代表实际变化情况。多次电路特性分析后，对各次分析结果进行综合统计分析。Monte Carlo分析是一种随机抽样、统计分析的方法，简称MC分析。MC分析结束后，采用波形显示分析模块Probe可以用直方图表示电路特性的分散情况。再与规范值相比较，就可以得到满足规范要求的电路所占的比例，这也就是成品率，因此MC分析又称为成品率分析。
如图5 Chebyshev 4阶有源滤波器，如果投入生产时要求组装100套滤波器，所有电阻采用精度为1％的电阻器，所有电容采用精度为5％的电容器，应用Probe模块的命令系统，对电阻进行蒙特卡洛(Monte Carlo)分析，绘出更直观的直方图。
对考虑其值发生随机变化的元器件应采用Breakout库中的符号，编号和阻值不变，设置电阻、电容的模型参数变化。比如R1和C1的模型分别描述为。
MODEL Rbreak RES R=6．34 k DEV=1％
MODEL Cbreak CAP C=6．34 k DEV=5％
MC分析的参数设置之后，进行MC分析和结果显示，应用Performance Analysis功能绘出MC最大增益波形图和最大增益分布直方图分别，如图8和图9所示。

显然从图8可以看出，Chebyshev 4阶有源滤波器通过采用随机抽样、统计分析方法的MC和Pspice仿真分析的结果几乎完全相同。输出幅频特性的中心频率约10 kHz，带宽达到1．5 kHz，进而也再次认定了Chebyshev 4阶有源滤波器具有良好的幅频特性、较高的稳定性和提高了带宽。图9可以看出，直方图显示了最大增益在不同范围内的Chebyshev 4阶有源滤波器电路所占的比例。同时在直方图的下方还显示了直方图有关信息说明和统计分析结果。

4 结束语
用Pspice软件分析低通滤波器，以直接可视化的结果反映的幅频特性，避免了复杂运算。经过比较低通滤波器的功能，设计出4阶Cheby-shev有源滤波器，并仿真出直观的频率特性。运用Probe模块，对4阶有源滤波器模拟结果的再高级分析处理。另外，如果有特定要求的电阻电容精度，如果投入生产组装大量4阶Chebyshev有源滤波器时，采用随机抽样、统计分析的MC方法，确定Chebyshev 4阶有源滤波器的特性，其大量生产时仍具有高稳定性，为大量生产明确了目标性能。