ATIVIDADE PRÁTICA INSTRUMENTAÇÃO ELETRÔNICA EXPERIMENTO 02 FILTROS ATIVOS

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ATIVIDADE PRÁTICA
(INSTRUMENTAÇÃO ELETRÔNICA)
Michel Ferreira Corrêa
Centro Universitário Uninter
Pap - Niterói - Al. São Boaventura, 824 - Fonseca – CEP: 24120-191 - Niterói– RJ - Brasil
e-mail: michelsolove@gmail.com
FILTROS ATIVOS
Objetivo:
Montar e testar os Filtros Ativos Butterworth de segunda ordem, projetados com amplificadores
operacionais (Amp Op).
Introdução:
Um filtro é um dispositivo projetado para rejeitar ou atenuar determinadas frequências e deixar
passar outras. Pode ser um dispositivo passivo composto por capacitores, resistores, e indutores. Ou um
dispositivo ativo composto por capacitores, resistores e amplificadores realimentados (Amp Op). Sendo
classificados como Filtro Passa Baixas, Filtro Passa Altas, Filtro Passa Faixas, Filtro Rejeita Faixas.
EXPERIÊNCIA 1 – FILTRO PASSA ALTAS (FPA)
Procedimento Experimental:
Projetar um circuito para uma frequência de corte do filtro de 900Hz. Adotar um capacitor C =
100nF e calcule o R (resistor) em função de C. E adotar o resistor de valor comercial mais próximo do
valor encontrado. Utilizando para o experimento o Amp Op LM358. Também visualizado a forma de
onda nos ponto de Vi e Vo (indicados na Imagem 1).
= = 1 + 21Fl= 12 → = 1,768 Ω ( 2 560Ω )
Imagem 1: Circuito de um Filtro Passa Altas a ser montado com o LM358.
Imagem 3: Forma de onda do CH1 é Vi e a forma de onda CH2 é o Vo.
Usando os valores de pico a pico medidos no osciloscópio, foi variada a frequência e calculado o ganho
de = para cada frequência, baseado nos valores de entrada e de saída do circuito. Com tensão
ajustada de 1V de tensão pico a pico.F (Hz) Vi Vo Av
90 0,0941 0,0134 0,142402
260 0,157 0,1725 1,098726
430 0,345 0,3791 1,098841
650 0,659 0,7241 1,098786
820 1,44 1,5824 1,098889
900 1,76 1,934 1,098864
990 2 2,1978 1,0989
1100 2,35 2,8021 1,192383
1230 2,23 2,4505 1,098879
4840 2,1 2,1 1
8640 2,16 2,16 1
11980 2,04 2,217 1,086765
16730 1,98 2,1758 1,098889
20000 0,843 1,9202 2,277817
Tabela 1
Imagem 3: Forma de onda do CH1 é Vi e a forma de onda CH2 é o Vo.
Usando os valores de pico a pico medidos no osciloscópio, foi variada a frequência e calculado o ganho
de = para cada frequência, baseado nos valores de entrada e de saída do circuito. Com tensão
ajustada de 1V de tensão pico a pico.F (Hz) Vi Vo Av
90 0,0941 0,0134 0,142402
260 0,157 0,1725 1,098726
430 0,345 0,3791 1,098841
650 0,659 0,7241 1,098786
820 1,44 1,5824 1,098889
900 1,76 1,934 1,098864
990 2 2,1978 1,0989
1100 2,35 2,8021 1,192383
1230 2,23 2,4505 1,098879
4840 2,1 2,1 1
8640 2,16 2,16 1
11980 2,04 2,217 1,086765
16730 1,98 2,1758 1,098889
20000 0,843 1,9202 2,277817
Tabela 1
Imagem 3: Forma de onda do CH1 é Vi e a forma de onda CH2 é o Vo.
Usando os valores de pico a pico medidos no osciloscópio, foi variada a frequência e calculado o ganho
de = para cada frequência, baseado nos valores de entrada e de saída do circuito. Com tensão
ajustada de 1V de tensão pico a pico.F (Hz) Vi Vo Av
90 0,0941 0,0134 0,142402
260 0,157 0,1725 1,098726
430 0,345 0,3791 1,098841
650 0,659 0,7241 1,098786
820 1,44 1,5824 1,098889
900 1,76 1,934 1,098864
990 2 2,1978 1,0989
1100 2,35 2,8021 1,192383
1230 2,23 2,4505 1,098879
4840 2,1 2,1 1
8640 2,16 2,16 1
11980 2,04 2,217 1,086765
16730 1,98 2,1758 1,098889
20000 0,843 1,9202 2,277817
Tabela 1
Gráfico 1 com os valores da Tabela 1.
EXPERIÊNCIA 2 – FILTRO PASSA BAIXAS (FPB)
Procedimento Experimental:
Projetar um circuito para uma frequência de corte do filtro de 18000Hz. Adotar um capacitor C =
10nF e calcule o R (resistor) em função de C. E adotar o resistor de valor comercial mais próximo do
valor encontrado. Utilizando para o experimento o Amp Op LM358. Também visualizado a forma de
onda nos ponto de Vi e Vo (indicados na Imagem 3).
= = 1 + 21Fl= 12 → = 884,2Ω ( 330Ω )
Imagem 3: Circuito de um Filtro Passa Baixas a ser montado com o LM358.
0
0,5
1
1,5
2
2,5
90 5090 10090 15090
Av
f (Hz)
FILTROS PASSA ALTAS (FPA)
Série1
Imagem 4: Forma de onda do CH1 é Vi e a forma de onda CH2 é o Vo.
Usando os valores de pico a pico medidos no osciloscópio, foi variada a frequência e calculado o ganho
de = para cada frequência, baseado nos valores de entrada e de saída do circuito. Com tensão
ajustada de 1V de tensão pico a pico.F (Hz) Vi Vo Av
100 0,973 2,04 2,096608
1000 0,973 2,07 2,127441
3500 1 2,16 2,16
6000 1,04 2,48 2,384615
8700 1,04 2,67 2,567308
10200 1,1 2,73 2,481818
15800 1,1 2,6 2,363636
18000 1,1 2,51 2,281818
21300 1,07 2,29 2,140187
26700 0,941 1,82 1,934113
29480 0,941 1,54 1,636557
32250 0,941 1,22 1,296493
36000 0,471 3,4 7,218684
Tabela 2
Imagem 4: Forma de onda do CH1 é Vi e a forma de onda CH2 é o Vo.
Usando os valores de pico a pico medidos no osciloscópio, foi variada a frequência e calculado o ganho
de = para cada frequência, baseado nos valores de entrada e de saída do circuito. Com tensão
ajustada de 1V de tensão pico a pico.F (Hz) Vi Vo Av
100 0,973 2,04 2,096608
1000 0,973 2,07 2,127441
3500 1 2,16 2,16
6000 1,04 2,48 2,384615
8700 1,04 2,67 2,567308
10200 1,1 2,73 2,481818
15800 1,1 2,6 2,363636
18000 1,1 2,51 2,281818
21300 1,07 2,29 2,140187
26700 0,941 1,82 1,934113
29480 0,941 1,54 1,636557
32250 0,941 1,22 1,296493
36000 0,471 3,4 7,218684
Tabela 2
Imagem 4: Forma de onda do CH1 é Vi e a forma de onda CH2 é o Vo.
Usando os valores de pico a pico medidos no osciloscópio, foi variada a frequência e calculado o ganho
de = para cada frequência, baseado nos valores de entrada e de saída do circuito. Com tensão
ajustada de 1V de tensão pico a pico.F (Hz) Vi Vo Av
100 0,973 2,04 2,096608
1000 0,973 2,07 2,127441
3500 1 2,16 2,16
6000 1,04 2,48 2,384615
8700 1,04 2,67 2,567308
10200 1,1 2,73 2,481818
15800 1,1 2,6 2,363636
18000 1,1 2,51 2,281818
21300 1,07 2,29 2,140187
26700 0,941 1,82 1,934113
29480 0,941 1,54 1,636557
32250 0,941 1,22 1,296493
36000 0,471 3,4 7,218684
Tabela 2
Gráfico 2 com os valores da Tabela 2.
EXPERIÊNCIA 3 – FILTRO PASSA FAIXAS (FPF)
Procedimento Experimental:
Utilizar os dois projetos anteriores de filtro passa faixa, conectando a saída do Filtro Passa Alta
na entrada do Filtro Passa Baixa.
Imagem 5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
100 10100 20100 30100
Av
f (Hz)
FILTRO PASSA BAIXAS (FPB)
Série1
FPAFPA
Imagem 6: Circuito Filtro Passa Baixa e Filtro Passa Alta formando o circuito Filtro Passa Faixa.
Imagem 6: Forma de onda do CH1 é Vi e a forma de onda CH2 é o Vo.
Imagem 6: Circuito Filtro Passa Baixa e Filtro Passa Alta formando o circuito Filtro Passa Faixa.
Imagem 6: Forma de onda do CH1 é Vi e a forma de onda CH2 é o Vo.
Imagem 6: Circuito Filtro Passa Baixa e Filtro Passa Alta formando o circuito Filtro Passa Faixa.
Imagem 6: Forma de onda do CH1 é Vi e a forma de onda CH2 é o Vo.
Usando os valores de pico a pico medidos no osciloscópio, foi variada a frequência e calculado o ganho
de = para cada frequência, baseado nos valores de entrada e de saída do circuito. Com tensão
ajustada de 1V de tensão pico a pico.F (Hz) Vi Vo Av
1 0,0314 0,0941 2,996815
90 0,973 0,0941 0,096711
260 0,973 1,6 1,644399
430 0,988 3,98 4,02834
650 0,988 4,09 4,139676
820 0,988 4,86 4,919028
900 0,988 5,55 5,617409
990 0,988 6,24 6,315789
1100 0,988 5,36 5,425101
1230 1,02 4,99 4,892157
4840 1,04 5,71 5,490385
6640 1,05 6,05 5,761905
12980 1,05 6,18 5,885714
16730 1,05 6,02 5,733333
18000 1,05 5,77 5,495238
21300 1,04 5,21 5,009615
26700 0,988 3,95 3,997976
29480 0,988 3,36 3,40081
32250 0,988 2,7 2,732794
36000 0,408 0,565 1,384804
Tabela 3
Gráfico 3 com os valores da Tabela 3.
0
1
2
3
4
5
6
7
1 10001 20001 30001
Am
plit
ud
e
f (Hz)
FILTRO PASSA FAIXA (FPF)
Série1