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Amplificador Operacional  
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:

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).

   
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.

3. Experiência 22 - Filtro Passa Baixas de  Segunda Ordem

3.1. Abra o arquivo  Exp22.CIR ou ExpAO23 (Multisim 10.1)  e identifique o circuito da figura  5 a seguir. Execute uma analise AC e   meça a freqüência de corte (MicroCap) ou use o Bode Plotter (Multisim) para determinar a frequencia de corte e para isso use 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. 

( b )

Figura 05: Filtro Passa Baixas de segunda ordem ( a ) Multisim ( b ) MicroCap

Tabela I: FPB de segunda ordem - calculo e medida do ganho em diferentes freqüências

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:: FPB de segunda ordem - medindo e calculando a amplitude da saída em diferentes frequencias

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: FPB de segunda ordem - Medindo o ganho para diferentes freqüências - curva de resposta em frequencia

3.4. Conclusões :

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