Assim, a resposta esperada é: 

O desafio está inserido em um ambiente industrial automatizado, no qual um engenheiro é responsável pelo desenvolvimento do estágio de condicionamento de sinais de um sistema de aquisição aplicado a uma linha de produção. O sinal analisado é proveniente de um sensor de vibração utilizado para monitoramento do processo, e apresenta ruídos e componentes indesejados fora da faixa de interesse. Diante dessa situação, torna-se necessário projetar um filtro passa-faixa que permita a extração confiável da informação relevante, atendendo aos requisitos técnicos do sistema.

A análise do problema envolve conceitos fundamentais de Eletrônica Analógica, como resposta em frequência de filtros, ordem do filtro e seletividade. A topologia escolhida define o formato da resposta em magnitude e fase, enquanto a ordem do filtro determina a inclinação das regiões de transição entre a banda passante e as bandas de rejeição. Filtros de ordem mais elevada apresentam maior atenuação fora da faixa desejada, porém aumentam a complexidade do projeto e podem introduzir maiores distorções de fase. Assim, a definição da ordem do filtro deve considerar o compromisso entre desempenho e viabilidade prática da aplicação.

Como solução, recomenda-se a implementação de um filtro passa-faixa com frequência central de 5 kHz e largura de banda de 500 Hz, projetado no software Filter Design Tool da National Instruments, utilizando uma topologia que ofereça boa seletividade e estabilidade, como Butterworth, Chebyshev ou Bessel, conforme as exigências do sistema. A escolha da topologia deve ser justificada com base no comportamento da resposta em frequência, considerando ondulações na banda passante, linearidade de fase e taxa de atenuação.

A ordem do filtro deve ser definida de modo a garantir atenuação suficiente das frequências fora da banda de interesse, sem tornar o sistema excessivamente complexo. Uma ordem intermediária é geralmente adequada para aplicações industriais, pois proporciona um bom equilíbrio entre desempenho e simplicidade de implementação. Essa decisão é sustentada pela teoria de filtros analógicos, que relaciona diretamente a ordem do filtro com a inclinação da resposta em magnitude e a eficiência na rejeição de sinais indesejados.

A resolução desse desafio evidencia a importância do correto entendimento dos conceitos de filtragem analógica no contexto de sistemas reais de aquisição de sinais. A escolha consciente da topologia e da ordem do filtro mostra-se essencial para garantir a qualidade do sinal processado e a confiabilidade das medições em ambientes industriais.

Além disso, a atividade reforça a relação entre teoria e prática, demonstrando que decisões de projeto em Eletrônica Analógica impactam diretamente o desempenho de sistemas automatizados. O desafio contribui para o desenvolvimento do raciocínio crítico do estudante, ao exigir justificativas técnicas fundamentadas para cada escolha realizada.

Referências 

Silva, J. L. S.; Tavares, S. E. Eletrônica Analógica II. Indaial - SC: Arqué, 2023.

No parágrafo referente à autoavaliação, o estudante deverá escrever a sua percepção sobre o processo de aprendizagem. Aqui, tudo o que o estudante escrever deverá ser considerado correto.