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Filtros Ativos Joaldo santos Centro Universitário Uninter Rua Francisco Drumond, 48 | Centro – Centro Empresarial Vargas Leal CEP: 42.800-500 | Camaçari | BA E-mail: joaldo.santos@outlook.com.br OBJETIVO Projetar e testar filtros ativos Butterworth de segunda ordem com amplificadores operacionais (Amp Op). Filtro passa alta(FPA) Filtro Passa Altas Butterworth de segunda ordem. Requisitos: O ganho do amplificador de ser de Av = 2,2 e a frequência de corte(fl) para o FPA, será de 4 x 100 ou seja 400Hz, para calcular o resistor, foi adotado o valor de 68nF para o capacitor. Utilizado a formula a baixo foi possível calcular o valor para o resistor. �� = � ���� � = 5851,3Ω Como o valor calculado não é um valor comercial foi substituído por um valor comercial de 6k8Ω, com isso a frequência de corte agora e de 344Hz. Grafico do FPA na banda passante com a frequencia de 5kHz Tabela de resposta FPA F[Hz] Vi[V] Vo[v] Av 10 2 0 0 50 2,6 0 0 100 2,7 0,6 0,222222 200 2,7 2,7 1 350 2,7 7 2,597407 400 2,7 7,25 2,685185 500 2,7 7,12 2,637037 600 2,7 6,81 2,522222 700 2,7 6,59 2,440741 800 2,7 6,37 2,359259 900 2,7 6,31 2,337037 1100 2,7 6,15 2,277778 1200 2,7 6,05 2,240741 Gráfico ganho (Av) X Frequência (Hz) Fl -1 0 1 2 3 4 5 6 7 10 100 1000 10000 A v Hz Filtro Passa Alta Filtro passa baixa(FPB) Requisitos: O ganho do amplificador de ser de Av = 2,2 e a frequência de corte(fh) para o FPB, será de 4 x 2000 ou seja 8000Hz, para calcular o resistor, foi adotado o valor de 22nF para o capacitor. Utilizado a formula a baixo foi possível calcular o valor para o resistor. �� = � ���� � = 904Ω Como o valor calculado não e um valor comercial foi substituído por um valor comercial de 1kΩ, com isso a frequência de corte agora e de 7234Hz. Gráfico como a frequência no valor da metade da frequência de corte. Tabela de resposta do FPB F[Hz] Vi[V] Vo[v] Av 100 1,04 2,23 2,144231 300 1,04 2,2 2,115385 800 1,04 2,29 2,201923 1000 1,04 2,26 2,173077 1400 1,07 2,29 2,140187 7234 1,04 2,08 2 9000 1,04 2 1,923077 10000 1,07 1,63 1,523364 17500 1,01 0,502 0,49703 18100 1,01 0,502 0,49703 19000 1,01 0,502 0,49703 20000 1,01 0,502 0,49703 21000 1,01 0,502 0,49703 FPB Gráfico ganho (Av) X Frequência (Hz) Fh -1 0 1 2 3 4 5 6 7 10 100 1000 10000 A v Hz Filtro Passa Baixa Filtro passa faixa Diagrama de bloco de um filtro passa faixa . Para obter um filtro passa faixas conecte a saída do FPA com a entrada do FPB dos experimentos anteriores. Grafico de sinal de entrada e sapida do FPF. O sinal está em fase e não invertido devido as configurações dos amplificadores não estarem aranjado de forma inversora e sim não inversora. Tabela de resposta de ganho. F[Hz] Vi[V] Vo[v] Av 50 1,04 0 0 100 1,04 0,05 0,048077 200 1,04 2,29 2,201923 400 1,04 5 4,807692 600 1 5,58 5,58 800 1 5,21 5,21 6000 1 6,48 6,48 7000 1,04 6,09 5,855769 7500 1,04 5,65 5,432692 8000 1,04 5,212 5,011538 10000 1 3,33 3,33 15000 1,07 1,25 1,168224 19000 1,04 0,816 0,784615 FPF Gráfico ganho (Av) X Frequência (Hz) Fl Fh -1 0 1 2 3 4 5 6 7 50 500 5000 A v Hz Filtro Passa Faixa
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