Amplificador Operacional
Aula13: Filtros Ativos
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Aula13: Filtros Ativos
1. Filtro Passa Baixas
de Dois Pólos (Segunda Ordem)
A seguir na figura01 um filtro ativo passa baixas de dois pólo (queda de 40dB/década), sendo assim denominado por ter dois circuitos RC. A análise matemática avançada mostra que a resposta é a mais plana possível quando o ganho de malha fechada vale 1,586, ou 4dB, desta forma a relação entre R1 e R2 é dada por:
R2=0,586.R1, se R1 =1K então R2=0,586K =
586 Ohms (valor comercial mais próximo 560 Ohms).
A freqüência de corte (fc) vale:
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Fig01: Filtro Passa Baixas de segunda ordem (2 pólos) |
2. Curva de Resposta em Freqüências
A figura 2 mostra a curva
de resposta em freqüências com o primeiro cursor indicando
o ganho no patamar (em baixas freqüências) o qual é calculado
por:
G= 20.log(1+R2/R1)= 20.log1,586 = 4dB
O segundo cursor mostra aproximadamente a freqüência de corte (100Hz) na qual o ganho vale aproximadamente 1dB (3 dB abaixo do ganho no patamar).
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Fig02: Curva de resposta em freqüência - cursor 1 indicando aproximadamente 4dB e o segundo indicando aproximadamente 1dB, portanto na freqüência de corte (100Hz) |
O gráfico a seguir mostra os dois cursores separados
por uma década de frequencia (o primeiro indica 200Hz e o segundo indica
2KHz), a diferença nos ganhos é de 40dB isto é, a queda
do gráfico é de 40dB/decada.
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Fig04: Curva de resposta em freqüência - cursor 1indicando aproximadamente -8dB e o segundo cursor indicando aproximadamente -48dB |
3. Experiência 22 - Filtro Passa Baixas de Segunda Ordem
3.1. Abra o arquivo Exp22 MicroCap8, ou Exp22 Multisim2001, identifique o circuito da figura 5 a seguir. Execute uma analise AC e meça a freqüência de corte usando os cursores. Anote esse valor na Tabela I. Anote também o valor do ganho nessa freqüência. Em seguida ajuste o cursor em uma freqüência em uma freqüência 10 vezes a freqüência de corte. Anote o valor do ganho nessa freqüência.
Fig05: Filtro Passa Baixas de segunda ordem (2 pólos)
Tabela I
Ganho Teórico |
Ganho Simulado |
||||
fc |
10.fc |
100.fc |
fc |
10fc |
100fc |
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3.2. Com o gerador de funções em onda senoidal e amplitude de 1Vpp (0,5Vpico) meça o valor da tensão de saída de pico a pico para as freqüências da Tabela II. Anote também a defasagem entre Vs e Ve.
Tabela II
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Teórico |
Simulado |
||
freqüência |
fc |
10.fc |
fc |
10.fc |
Vspp |
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Defasagem |
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3.3. Para cada valor de freqüência da tabela
III, meça o valor da saída de pico a pico (Vspp), em seguida efetue
os cálculos de Vspp/Vepp, e 20.logVspp/Vepp.
Com os dados da tabela levante o gráfico do ganho (20.logVspp/Vepp
) em função da freqüência. Use papel monolog, sendo
na vertical escala de ganho linear (dB) e na horizontal escala de freqüências
logarítmica .
Considerar Ve=1Vpp.
Tabela III
f(Hz) |
100 |
500 |
1K |
1K5 |
2K |
5K |
10K |
15K |
20K |
Vspp |
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Vspp/1V |
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20.log(Vspp/1) |
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3.4. Conclusões :
