ATPS Eletrônica

FACULDADE ANHANGUERA DE  SÃO JOSÉ DOS CAMPOS[pic 3]

CURSO DE BACHARELADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA

Renato Cezar Agricco Junior

Anhanguera Educacional

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Professor orientador:

Renato Cezar Agricco Junior

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Anhanguera Educacional

Alunos  4° Semestre                R.A

Cláudio Rosa de Oliveira         7247595518

Lenardo P. Cavalcante            6844486379

Alunos  5º Semestre                 R.A.

Alan Carlos Diniz Marcelino    684548282

Cosme Araujo de Oliveira        6275283570

Eder Nunes da Silva                6845496800

Lincoln Luiz Fudoli                   6842471610

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ATPS DE ELETRÔNICA II

 

RESUMO

O objetivo é projetar e construir um filtro ativo passa-baixas capaz de eliminar o ruído de alta frequência do sinal proveniente de um sensor de temperatura em uma caldeira, reduzindo a potência do ruído e, consequentemente, melhorando a qualidade do sinal.

OBJETIVO DO DESAFIO

Eliminar o ruído de alta frequência do sinal proveniente de um sensor de temperatura em uma caldeira, reduzindo a potência do ruído e, consequentemente, melhorando a qualidade do sinal. Implementar um filtro passa baixas.

 

 

 

 

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      [pic 4]

 ETAPA 3

Aula-tema: Filtros ativos. Outras Aplicações dos Amplificadores Operacionais.

Passo 1

O projeto de filtros ativos usando amplificadores operacionais exige um certo conhecimento básico do princípio de funcionamento tanto de filtros passivos comuns como do próprio amplificador operacional.

Um filtro pode ser definido como um circuito capaz de se comportar de maneira seletiva diante de sinais analógicos de determinadas frequências. Temos então os filtros passa baixas, passa altas, passa faixas, conforme deixem passar os sinais de baixas frequências, altas frequencias, ou uma faixa definida de frequências.

Chamam-se ativos já que constam de elementos passivos(células R-C) e elementos  ativos como o Amplificador Operacional.As células R-C estão compostas por uma resistência e um condensador e dependendo do número destas células usadas se determinará a ordem do filtro bem como sua resposta e sua qualidade.

O funcionamento das células baseia-se principalmente em sua atuação como divisor de tensão. Ao aumentar a frequência de sinal, a reatância do condensador diminuirá e entrará mais ou menos tensão no Amp Op, dependendo de se é passa altos ou passa baixos respectivamente.

Para qualquer tipo de filtros empregam-se as seguintes definições:

• Frequência de corte. É aquela em que o ganho do circuito cai a -3 dB  abaixo do máximo ganho atingido. Nos filtros passa e elimina faixa existem duas:uma superior e outra inferior.
• Banda passante. Conjunto de frequências de ganho superior à de corte em uma margem menor ou igual a 3 dB.
•  Qualidade.Especifica a eficácia do filtro.
• Valor da frequência de corte.
• Para se montar um filtro deve se fixar valores para C1, C2, R1, R2 e R3.

[pic 5]

Tabela Comparativa de Amplificadores Operacionais

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          a)O que caracteriza os filtros ativos e como podem ser classificados?

R: Os filtros ativos são assim chamados devido a conter neles componentes ativos como transistores e amplificadores operacionais e podem ser classificados conforme sua característica de supressão (ou não) de determinadas faixas de frequência.

São eles:Passa-Baixa, Passa-Alta ,Passa- Faixa, Rejeita-Faixa

           b)Esboce a resposta de um filtro Chebyshev ao lado da resposta de um Butterworth.

R: A resposta Butterworth possui uma resposta plana (nenhum tipo de ondulação) na faixa onde ω<ωc, sendo mais plana na região próxima à ω=0 enquanto que o filtro Chebyshev possue uma taxa de atenuação muito maior que os filtros Butteworth, porém possuem ondulações (ripples) na faixa de passagem.

[pic 7]

c) Quais as principais estruturas (arquiteturas) de filtros ativos?

R: As principais estruturas do filtros ativos é que eles possuem dados de entrada, executa uma função sobre os dados de entrada e fornece os dados de saída.

Passo 2

Nesse passo, iniciaremos o projeto do filtro ativo. O filtro projetado deve possuir frequência

de corte de 80 Hz de 2ª ordem, com resposta tipo Butterworth e estrutura MFB (multiplefeedback).

1. Escolher o valor do ganho K para o filtro que será projetado, lembrando que para essa estrutura o ganho sempre será negativo. Calcular a frequência angular de corte ωc, usando a equação abaixo.

                                                [pic 8]

As equações necessárias para o projeto de um filtro do tipo proposto estão dispostas abaixo, juntamente com o seu circuito elétrico. A tabela abaixo mostra os parâmetros a serem escolhidos dependendo das características desejadas para o filtro ativo.

[pic 9]

2. Determinar os valores dos parâmetros a e b de acordo com a tabela abaixo à direita, lembrando que n é o número de ripples na resposta em frequência do filtro.

3. De posse dos valores de a e b, determinar o valor de C2 pela equação a seguir,

aproximando para o valor comercial mais próximo em microfaradays (uF). 

Projeto de Filtro Ativo

Filtro Passa Baixa de 2° Ordem.

O filtro passa baixa de 2º ordem difere-se do de 1º ordem no que diz respeito à atenuação das frequência mais altas, ou seja, a variação da queda da amplitude com o aumento da frequência mais acentuada.