Exemplo de filtro passa faixa. Vamos projetar um filtro para que a

Exemplo de filtro passa faixa.
Vamos projetar um filtro para que a faixa de 40kHz a 80kHz passe por ele, e atenue as outras
faixas.
Primeiro, façamos um filtro passa baixa:
Entrada
Saida
R5
894
C3
2.2nF
A frequência de corte desse filtro, como você pode calcular, é Fc = 80kHz.
O gráfico de resposta em frequência (bode) deste filtro é:
Portanto, esse filtro só deixa passar as frequências inferiores a 80kHz. As superiores a este
valor são atenuadas cada vez mais.
Vamos agora fazer um filtro passa alta (FPA) cuja frequência de corte é 40kHz:
Entrada_
C1
Saida_
2.2nF
R1
1809
O Diagrama de Bode ficaria, então, assim:
Agora temos dois filtros: um passa baixa de Fc = 80kHz, e um passa alta de Fc = 40kHz.
Se ligarmos os dois filtros em série, o que vai acontecer?
O primeiro filtro (passa baixa) vai deixar passar somente as frequências ABAIXO de 80kHz.
Dessa forma, o segundo filtro só vai receber frequências abaixo de 80kHz.
O filtro passa alta, por sua vez, só vai deixar passar as frequências ACIMA de 40kHz.
Assim, na saída final desses dois filtros ligados em série, vemos que somente as frequências
entre 40kHz e 80kHz é que passam.
Entrada
C2
R5
894
Saida_
2.2nF
C3
R2
1809
2.2nF
Repare que o ganho máximo obtido quando ligamos os dois filtros é de 0,5, próximo à
frequência de 60kHz.
Se formos analisar a frequência de corte de acordo com o gráfico, veríamos que qualquer sinal
entre 16kHz e 180kHz passam com boa intensidade, acima da frequência de corte (500m *
0,707 = 0,35. Logo, todo sinal com intensidade maior que 350m de ganho está dentro da faixa
do filtro).
Repare que, de acordo com o calculado, o maior ganho desse filtro está entre as frequências
de cortes calculadas (ou seja, entre 40kHz e 80kHz, portanto, em 60kHz).
Amplificando
Vimos que ao acrescentarmos o filtro passa faixa, o ganho máximo de nosso sinal foi de 0,5
(500m). Portanto, na frequência ideal de 60kHz, o nosso sinal de saída é metade do sinal de
entrada.
Para amplificarmos esse sinal novamente, precisamos de um amplificador operacional!
Veja o que acontece quando inserimos na saída do filtro um amplificador não-inversor de
ganho 2:
Entrada
7
U1
C2
R5
Saida_
3
R4
2.2nF
C3
R2
6
2
1k
4
1
5
894
1809
741
2.2nF
R3
1k
Diagrama de Bode:
Repare que agora o ganho é 1 na faixa de frequência em torno de 60kHz! Temos, agora, um
filtro ativo, pois além de filtrar, ele também amplifica o sinal!
Exercícios:
1) Projete um filtro passa-baixa com frequência de corte de 120kHz. Faça também o
diagrama de bode (resposta em frequência) no Proteus para comprovar.
2) Projete um filtro passa-alta com frequência de corte de 80kHz. Faça também o
diagrama de bode (resposta em frequência) no Proteus para comprovar.
3) Projete um filtro passa faixa com frequência de corte inferior de 100kHz e frequência
de corte superior de 160kHz (ou seja, a melhor frequência deve ser a de 130kHz). Faça
também o diagrama de bode (resposta em frequência) no Proteus para comprovar.
4) Projete um amplificador para o filtro do exercício 3, de forma a fazer com que, na
melhor frequência, o ganho do sinal seja 2.