Projeto de Circuitos Dois

Universidade Federal de Campina Grande[pic 1]

Centro de Engenharia Elétrica e Informática

Departamento de Engenharia Elétrica

Laboratório de Circuitos Elétricos II

Relatório de Projeto:

Filtro Ativo Passa-Faixa

e

Rejeita Faixa

Professor: Maurício Correa

Alunos: Danielly Norberto                                Matrícula: 111210556
            Laysa Lúcia de Souza                                Matrícula: 112110464

Campina Grande, março de 2015

Sumário

Introdução....................................................................................................................3

Fundamentação teórica................................................................................................3

Definição de Filtros Elétricos...............................................................................3

Filtros Ativos........................................................................................................4

Filtro Passa-Faixa (ou passa banda)..............................................................4

Filtro Rejeita Faixa (ou rejeita banda)..........................................................8

        Aplicações............................................................................................................12

Análise Experimental................................................................................................12

Projeto Filtro Passa Faixa...................................................................................12

Projeto Filtro Rejeita Faixa................................................................................13

Conclusão..................................................................................................................13

1. Introdução

Durante o período dos anos de 1910 á 1920, com a crescente popularidade do rádio, criou-se a necessidade de minimizar os efeitos dos ruídos de estática nos receptores. Em 1915 surgiram os primeiros filtros RLC, criados por vários homens, destacando-se George Campbell, nos Estados Unidos, e K. W. Wagner na Alemanha. Em 1930, S.Butterworth, S.Darlington e E.A.Guillemin criaram uma definição e uma teoria formada para que fossem feito desenvolvimento destes filtros, chamados de filtros passivos.

No ano de 1955, durante a 2ª Guerra Mundial, no MIT Lincoln Laboratory, R.P.Sallen Key e E.L.Key desenvolviam os primeiros filtros ativos RC. Eles utilizaram uma fonte VCVS e observaram que tinham uma alta impedância de entrada e uma baixa impedância de saída e ainda notaram que o filtro possuía um ganho superior a 1, tinha um ótimo fator de qualidade e que não foi necessário o uso de indutores.

Tais filtros desenvolvidos são utilizados nas áreas da telefonia, TV, rádio, eletrônica industrial, entres outras até hoje.

E no decorrer deste trabalho será feita uma breve abordagem sobre a definição filtros elétrica e os seus dois tipos. Serão apresentados com maior ênfase os filtros ativos passa faixa de Butterworth e rejeita faixa, mostrando as suas definições, aplicações e o desenvolvimento para a construção de tais filtros.

1. Fundamentação Teórica

1. Definição de Filtros Elétricos

Os filtros elétricos são circuitos que possuem a capacidade de selecionar determinados sinais em uma faixa de frequência específica, ou seja, ele irá filtrar o sinal e selecionar a faixa desejada e excluindo toda e qualquer faixa de frequência indesejável.

Os filtros podem ser classificados de acordo com a tecnologia empregada, que são: filtros passivos, filtros ativos e filtros digitais. Cada categoria de filtro pode ainda ser divididade acordo com a função executada (filtros passa-baixa, passa-alta, passa-faixa, rejeita faixa, etc.).

 Os filtros passivos são os filtros que são constituídos apenas por elementos passivos, ou seja, constituído por apenas resistores, capacitores e indutores, já os filtros ativos são os filtros constituídos por elementos passivos e elementos ativos (Amplificadores Operacionais).

Embora os filtros passivos e ativos executem as mesmas funções, quando modelados para a mesma faixa de frequência, eles vão apresentar uma grande diferença quando se trata do ganho proporcionado por eles, do seu tamanho para modelagem e do fator de qualidade, pois o filtro passivo, por não possuir elementos que acrescerão energia para o circuito, irá sempre apresentar ganhos inferiores a um e além do mais, que para realização de sua modelagem é necessário indutores grandes e de custo elevado. Tratando-se do caso do filtro ativo pode-se sempre estipular qual o ganho desejado, que sempre será um ganho superior a um, pois pelo fato de serem constituídos, principalmente por amplificadores operacionais (que irão acrescer energia para o circuito), resistores e capacitores. E com possuem uma fácil modelagem, por conta do tamanho de seus componentes, e de baixo custo.

1. Filtros Ativos

Como já descrito anteriormente, os filtros ativos são circuitos os quais são implementados com amplificadores operacionais (ampops), resistores capacitores. Foram abordadas também quais as vantagens da construção e utilização de um filtro ativo.

Embora o filtro ativo possua diversas vantagens, também acarreta algumas desvantagens, como a dependência de uma fonte de alimentação e a limitação da capacidade dos amplificadores operacionais.de sua utilização é porque podemos determinar qual o ganho queremos obter e projetá-los para que tenham um alto fator de qualidade, ou seja, se aproximando cada vez mais do filtro ideal.

Das diversas classificações dos filtros ativos, quando observamos do ponto de função executada e função-resposta, será feita a seguir uma abordagem dos filtros, os quais têm o interesse de projetar, que são: filtro passa-faixa e filtro rejeita-faixa.

1. Filtro Passa-Faixa (ou passa banda)

Os filtros passa-faixa são circuitos que consentem com a passagem de sinais. Os quais irão passar são os que estão dentro da sua banda de passagem.

A banda de passagem é delimitada por duas frequências, a frequência de corte inferior (fci) e a frequência de corte superior (fcs). Podemos ver abaixo dois gráficos, mostrando a banda de passagem delimitada pelas frequências em uma forma ideal e real.