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Aula 4 Filtro Banda de Passagem 4.1 – Objetivos. a) Verificar, experimentalmente, a resposta em freqüência de um Filtro de Banda de Passagem. b) Reconhecer, nesta resposta, as freqüências de corte e, em seguida as bandas passante e rejeitada, c) a freqüência de ressonância (ou central), a largura da banda passante e o fator de qualidade e d) calcular a tensão de saída para uma dada freqüência. 4.2 – Parte Prática – Procedimentos Montar o circuito ilustrado na Figura 4.1 e preencher a Tabela 4.1, seguindo o roteiro descrito abaixo: a) Montar o circuito da Figura 4.1. b) Ajustar a tensão da fonte de alimentação (gerador de função) para 3 Vpp (valor pico a pico). c) Ajustar a tensão da fonte de alimentação para cada freqüência, conforme a Tabela 4.1 (nota: caso o gerador não consiga manter a tensão em 3 Vpp sob carga, o que provavelmente acontecerá, ajustar novamente a tensão para 3 Vpp). d) Medir, para cada freqüência, a tensão (valor de pico ou amplitude) sobre o resistor de 50Ώ . (nota: neste caso, não há necessidade de inverter a tensão no resistor – vide ligações ilustradas no circuito da Figura 4.1). e) Medir, para cada freqüência, a defasagem angular entre as tensões no gerador de função e no resistor. f) Preencher a Tabela 4.1 para cada freqüência. Figura 4.1 – Filtro de Banda de Passagem - Circuito RLC Série (conexões necessárias com as pontas de prova do osciloscópio para a medição das tensões no gerador e no resistor). Tabela 4.1 – Grandezas elétricas Filtro Banda de Passagem em função da freqüência. f (Hz) VR (jω) –RMS (volts) H(jw) – função de transferência ∆∆∆∆t (ms) θ(jω) (graus) 500 1k 10k 15k 20k 25k 35k 45k 65k 75k 85k 100k 120k 140k 160k 180k 250k 500k 1M 4.3 – Parte Prática – Resposta em freqüência do Filtro Banda de passagem. A partir dos dados medidos, esboçar no Excel os gráficos da resposta em freqüência do filtro: a) Gráfico do módulo da função de transferência x freqüência angular (w). Represente os valores de w nas escalas linear e logarítmica. Explique as diferenças nas formas das curvas obtidas para as 2 escalas. Localize as bandas passante e rejeitada. b) Gráfico do ângulo da função de transferência x freqüência angular (w). Explique a forma da curva obtida. 4.4 – Comparação – partes prática e teórica – Levantamento da freqüência de corte em rad/s Com base nos gráficos construídos no item 4.3, determine a freqüência de corte, de ressonância e largura de banda passante – observe se estes valores correspondem aos medidos. Em seguida, calcule a freqüência de corte em termos teóricos. Compare os valores medidos e calculados e, em seguida, explique as eventuais diferenças. Determine o fator de qualidade. 4.5 – Comparação – parte prática e teórica – Levantamento de Vo (jw) - módulo e ângulo Com base nos gráficos construídos no item 4.3, determine Vo (jw) para f = 85 kHz – observe que estes valores (módulo e ângulo) correspondem aos medidos. Em seguida, calcule Vo (jw) para a mesma freqüência. Compare os valores medidos e calculados e, em seguida, explique as eventuais diferenças. 4.6 – Conclusões. Elaborar e redigir as principais conclusões levantadas pelo grupo. Entre tais conclusões devem constar, por exemplo, explicações para as eventuais (e prováveis) diferenças entre valores medidos e calculados. Deve ser enfatizado que, montagens experimentais em laboratório tem como objetivo primeiro o oferecimento de informações reais, a partir da manipulação dos componentes e montagens, para consolidar o aprendizado teórico e prover contato com a prática. Ademais, serve essencialmente para a verificação da consistência dos conceitos teóricos nos resultados levantados experimentalmente. É de suma importância uma discussão criteriosa (extra classe) e sistemática do grupo em relação às experiências realizadas no laboratório. Esta discussão provê o subsídio necessário para a elaboração de conclusões fisicamente consistentes. Esta é a parte mais importante do relatório.
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