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Amplificador Operacional
Aula14: Filtros Ativos
1. Filtro Passa Altas
de Dois Pólos (Segunda Ordem)
Para
construir um FPA de segunda ordem, basta inverter R e C no circuito FPB. A seguir na figura01 um filtro ativo passa altas de dois pólo
(queda de 40dB/década ). O valor do ganho ganho de malha fechada
continua sendo dado por 1,586, isto é, R2=0,586.R1.
A freqüência de corte,fc, é dada por:
|
Fig01: Filtro Passa Altas de segunda ordem ( dois pólos ) |
2. Curva de Resposta em Freqüências
A figura2 mostra a curva de resposta em freqüências com a indicação da variação do ganho quando a variação de freqüência é de 1 década.
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Fig02: Curva de resposta em freqüência filtro passa altas de segunda ordem |
A seguir a curva de resposta com o ponteiro indicando a freqüência de corte (1,592KHz) e o ganho no patamar (3,943dB).
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Fig03: Curva de resposta em freqüência - ponteiro indicando 1,006dB (aproximadamente1dB) na freqüência de 1,596KHz (freqüência de corte) |
De uma forma geral podemos construir filtros de ordem maior associando dois ou mais filtros de ordem menor. A tabela I mostra como isso pode ser feito através do ganho de cada secção.
Tabela I
Pólos |
Queda (db/década) |
1ª
Secção |
2ª
Secção |
3ª
Secção |
1 |
20 |
opcional |
- |
- |
2 |
40 |
1,586 |
- |
- |
3 |
60 |
Opcional |
2 |
- |
4 |
80 |
1,152 |
2,235 |
- |
5 |
100 |
Opcional |
1,382 |
2,382 |
6 |
120 |
1,068 |
1,586 |
2,482 |
3. Experiência23 - Filtro Passa Altas de Segunda Ordem
3.1. Abra o arquivo Exp23 MicroCap8 ou Exp23 Multisim2001, identifique o circuito da figura1. Execute uma analise AC e meça a freqüência de corte usando os cursores. Anote esse valor na Tabela II, anote também o valor do ganho nessa freqüência. Em seguida ajuste o cursor em uma freqüência 10 vezes a freqüência de corte anote o valor do ganho nessa freqüência na Tabela II.
Tabela II
Ganho Teórico |
Ganho Simulado |
||||
fc |
fc/10 |
fc/100 |
fc |
fc/10 |
fc/100 |
|
|
|
|
|
|
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 III.
Tabela III
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Teórico |
Medido |
||
|
Freqüência |
fc |
fc/10 |
fc |
fc/10 |
Vspp |
|
|
|
|
3.3. Para cada valor de freqüência da Tabela IV
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 .
Ve=1Vpp
Tabela IV
f(Hz) |
100 |
500 |
1K |
1K5 |
2K |
5K |
10K |
15K |
20K |
Vspp |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Vspp/1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20.log(Vspp/1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
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3.4. Conclusões :
4. Experiência24 - Filtro Passa Altas de Terceira Ordem
4.1. Abra o arquivo ExpAO24 MicroCap8 ou Exp24 Multisim2001, identifique o circuito da figura5. Calcule a sua freqüência de corte e anote. Execute uma analise AC e com a ajuda dos cursores meça e anote o ganho no patamar e a freqüência de corte.
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Fig05: Filtro Passa Altas de Terceira Ordem (3 pólos) Tabela V |
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Teórico | Medido | ||
| Freqüência | fc | fc/10 | fc | fc/10 |
| Vspp | ||||
4.2. Conclusões: