Prévia do material em texto
6. Filtros Ativos 6.5. Filtros passa altas VCVS 6.6. Filtros passa faixa MFB 6.7. Filtros rejeita faixa Disciplina: Eletrônica Analógica II Profª. Jamile Alves UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA –UFRR CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 6. Filtros Ativos 6.1. Estágios de primeira ordem 6.2. Filtros passa baixas VCVS de segunda ordem e ganho unitário 6.3. Filtros de ordem maior 6.4. Filtros passa baixas VCVS de componentes iguais 6.5. Filtros passa altas VCVS 6.6. Filtros passa faixa MFB 6.7. Filtros rejeita faixa Profª. Jamile Alves 6. Filtros Ativos Objetivos: • Determinar a diferença entre a resposta ideal e a aproximada de um filtro. • Explicar a terminologia dos filtros, incluindo os termos passa-faixa, rejeita-faixa, corte, fator Q, ondulação e ordem. • Determinar a ordem de filtros ativos. • Discutir os motivos por que os estágios dos filtros são algumas vezes conectados em cascata e descrever os resultados. Profª. Jamile Alves 6.5. Filtros passa altas VCVS Passa-altas Sallen-Key de ganho unitário • Posição dos resistores e capacitores invertidas. • O fator Q depende dos valores de R1 e R2. • Para calcular a frequência de corte: 𝒇𝒄 = 𝒇𝒑 𝑲𝒄 • Frequências de ressonância e de 3dB: 𝒇𝟎 = 𝒇𝒑 𝑲𝟎 e 𝒇𝟑𝒅𝑩 = 𝒇𝒑 𝑲𝟑 Profª. Jamile Alves 6.5. Filtros passa altas VCVS Passa-altas Sallen-Key de componentes iguais: • Posição dos resistores e capacitores invertidas. • Equações idênticas ao filtro passa-baixas. Profª. Jamile Alves 6.6. Filtros passa faixa MFB • Frequência central: 𝒇𝟎 = 𝒇𝟏𝒇𝟐 • Largura de banda: 𝑩𝑾 = 𝒇𝟐 − 𝒇𝟏 • Fator Q: 𝑸 = 𝒇𝟎 𝑩𝑾 • Filtro de banda larga (Q 1): outra abordagem. Profª. Jamile Alves 6.6. Filtros passa faixa MFB Filtros de banda larga: • Usa estágios passa-baixas e passa-altas em cascata. • Usado quando Q 1, frequências de corte são mais próximas: • A soma das atenuações na banda de passagem é maior que 3 dB nas frequências de corte. Exemplo: • Filtro passa faixa com f1 = 300Hz e f2 = 3,3kHz. • 𝑓0 = 𝑓1𝑓2 = 995kHz • 𝐵𝑊 = 𝑓2 − 𝑓1 = 3𝑘𝐻𝑧 • 𝑄 = 𝑓0 𝐵𝑊 = 0,332 6.6. Filtros passa faixa MFB Filtros de banda estreita: • Para Q > 1: Filtro de Múltipla Realimentação (MFB – multiple- feedback). • Sinal na entrada não inversora e dois percursos de realimentação. • Baixas frequências: capacitor como um circuito aberto (saída nula). • Altas frequências: capacitor como um curto-circuito (ganho zero). • Banda de frequência: circuito como amplificador inversor. Profª. Jamile Alves • Outra forma de calcular o fator Q: 𝑸 = 𝟎,𝟕𝟎𝟕 −𝑨𝒗 (Q proporcional ao ganho de tensão) 6.6. Filtros passa faixa MFB Aumento da impedância de entrada: • O fator Q é proporcional à razão R2/R1. • R2 deve ser abaixo de 100kohm (por causa do offset de entrada e corrente de polarização). • Para aumentar o valor de Q, R1 pode ser muito baixa. • Para aumentar a impedância de entrada, adicionamos R3 ao circuito anterior (R1 e R3 formam um divisor de tensão): Profª. Jamile Alves 6.7. Filtros passa faixa Sintonia da frequência central com largura de banda constante: • O ganho (Av) é unitário, mas a frequência central (f0) é variável. • Largura de banda (BW) constante. • R2 = 2R1 ; R3 ajustável (JFET - resistência controlada por tensão). • 𝑩𝑾 = 𝒇𝟎 𝑸 = 𝟏 𝟐𝝅𝑹𝟏𝑪 (se mantém constante, enquanto f0 pode ser ajustado variando-se R3). 6.7. Filtros rejeita faixa • Diferentes circuitos rejeita-faixa. • Comum: bloquear uma única frequência. Filtro notch Sallen-Key de segunda ordem: • Em altas e em baixas frequências, o sinal chega na entrada do amp-op (capacitores como circuito aberto ou curto-circuito). • Ganho Av na banda de passagem (