Trabalho de Eletronica

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS

Curso de Engenharia Eletrônica e de Telecomunicações

Gustavo Paduan Nunes

Henrique Escanoela

Filtro Ativo Passa-Baixas de 4ª Ordem

Belo Horizonte

2015

Gustavo Paduan Nunes

Henrique Escanoela

Filtro Ativo Passa-Baixas de 4ª Ordem

Trabalho apresentado à disciplina de Laboratório de Eletrônica II, do curso de Engenharia Eletrônica e de Telecomunicações da Pontifícia   Universidade Católica de Minas Gerais

Orientador: José Alberone

Belo Horizonte

2015

Este trabalho é dedicado às pessoas que

acreditaram no nosso trabalho e no nosso potencial, em especial aos nossos familiares que sempre nos apoiaram em nossas escolhas.

AGRADECIMENTOS

Agradecemos primeiramente a Deus, por nos abençoar com a sabedoria e entendimento, aos nossos pais pelos esforços incansáveis para formação de nosso caráter, a todos os nossos professores que sempre nos orientam da melhor maneira possível e a todas as pessoas que, de alguma forma, contribuíram positivamente para que este projeto fosse concluído com sucesso

RESUMO

O projeto descrito neste trabalho propõe a construção de um filtro ativo passa-baixas de quarta ordem. O objetivo deste projeto é utilizar componentes eletrônicos para projetar um filtro ativo de frenquências baixas de quarta ordem. Os filtros ativos são utilizados para determinar valores de frequências em que deseja-se trabalhar, podendo assim serem frequências altas, baixas ou faixas de frequências. Existem ainda filtros que rejeitam determinadas faixas de frequências. O projeto apresentado a seguir irá abordar um filtro que tem sua frequência de corte para frequências baixas, projetado para ter essa frequência perto de 5kHz. Este projeto mostra um protótipo do referido sistema com equipamentos e metodologias de caráter acadêmico, porém que comprovam a eficácia na utilização das tecnologias indicadas.

ABSTRACT

The project described in this paper proposes the construction of an active low-pass filter fourth order. The objective of this project is to use electronics to design a active filter low fourth order frenquências. The active filters are used to determine frequency values you want to work and can thus be high frequency or low frequency bands. There are also filters that reject certain frequency bands. The following project presented will address a filter that has a cutoff frequency for low frequencies, designed to have that frequency close to 5 kHz. This design shows a prototype of the system with equipment and methodologies academic nature, but of proven effectiveness in the use of recommended technologies.

SUMÁRIO

• Tópico        Página

1.        INTRODUÇÃO        

1.1.        Descrição        

2.        DESENVOLVIMENTO        

2.1.        Cálculos dos componentes utilizando Polinômio de Butterworth        

2.2.        Simulação do projeto        

2.3.        Montagem do circuito        

3.        Conclusão        

4.        REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS        

1. INTRODUÇÃO

Os filtros são circuitos eletrônicos projetados para permitir, ou não, a passagem de um sinal cujo espectro esteja dentro de um valor predeterminado pelo projetista. Os filtros podem ser ativos ou passivos. Os filtros passivos são constituídos apenas de elementos passivos, tais como resistores e capacitores. Os filtros ativos são constituídos de elementos passivos, mas também de elementos ativos, podendo esses serem válvulas termiônicas, transistores ou amplificadores operacionais.

Os filtros são classificados de acordo com a sua ordem. Para cada ordem, o filtro altera o seu comportamento quanto à quantidade de ganho em dB e também quanto ao comportamento do ganho perto da frequência de corte.

1.  Descrição

O Objetivo é projetar e montar um filtro ativo passa-baixas de 4ª ordem. Para isso, iremos realizar cálculos, simulações e a montagem prática. O filtro será constituído de 2 filtros ativos cascateados, ou seja, em série um com outro. Para isso, iremos utilizar o polinômio de butterworth para calcular os ganhos dos dois amplificadores. Em seguida iremos utilizar um software de simulação para analisarmos se os cáculos feitos estão dentro do esperado. E finalmente realizaremos a montagem do filtro utilizando um protoboard.

1. DESENVOLVIMENTO

Nesta seção iremos apresentar o desenvolvimento do projeto, apresentando todas as ações envolvidas, testes e anotações. A estrutura proposta para a construção do filtro será baseada na utilização de 2 amplificadores operacionais configurados como não inversores. A Figura 2-1 ilustra o circuito utilizando.

Figura 2-1: Circuito do Filtro

[pic 1]

1. Cálculos dos componentes utilizando Polinômio de Butterworth

O polinômio de butterworth é amplamente utilizado para realizar os cálculos necessários para um filtro ativo. Com a utilização deste polinômio, poderemos desenvolver um filtro que tenha um comportamento bem próximo de linear quando próximo da frequência de corte. A Tabela 2-1 mostra a relação dos polinômios de butterworth.