Filtros Passivos

CENTRO TECNOLÓGICO ESTADUAL PAROBÉ
CURSO DE ELETRÔNICA
LABORATÓRIO DE ELETRICIDADE
OBS: Essa prática serve como referência para a prática 4 - Filtros Ativos
Assunto: Filtros Passivos
Objetivos: Montar e testar as configurações Passa-Baixas e Passa-Altas de Filtros.
Material necessário: Gerador de Sinais, Osciloscópio, Capacitor de 100 nF, Resistor de 2,2 kΩ,
Fonte de 12 V e Multímetro.
Elaboração: Carla e Jorge Henrique
Parte Teórica
Filtros
Um filtro elétrico é um circuito capaz de atenuar, ou mesmo bloquear, determinadas frequências de um sinal,
permitindo a passagem de outras.
Filtro Passa-Baixas
O filtro passa-baixas só permite a passagem de sinais abaixo de uma determinada frequência, denominada
frequência de corte ( fc ), os superiores são atenuados.
É constituído por um circuito RC série, onde a tensão de saída é a do capacitor. Esse circuito é visto abaixo.
figura 1
Para ondas senoidais de baixas frequências, a reatância capacitiva ( XC ) assume valores altos em comparação à
resistência R, dessa forma, a tensão de saída Vs será praticamente igual a tensão de entrada Ve. Para frequências altas,
XC assume valores baixos em comparação ao valor de R, atenuando a tensão de saída para um valor praticamente nulo.
Dessa maneira o filtro passa-baixas permite a passagem de sinais de baixa frequência.
Para uma determinada frequência, quando XC for igual à R, a tensão de saída é igual à tensão no resistor, que
somadas, vetorialmente, resultam na tensão de entrada. Assim, podemos escrever:
___________
Ve = √ VR2 + VC2
______
Ve = √ 2Vs2
Assim
onde:
VR = VC = Vs
___
Ve = Vs√ 2
___
Vs = Ve / √ 2
1 de 3
_________
Ve = √ Vs2 + Vs2
Essa frequência, onde temos a situação acima descrita, é denominada frequência de corte (fc) e pode ser
determinada, igualando-se o valor da reatância com o valor da resistência:
Xc = R
ou
1 / 2 Π fc C = R
isolando fc
⇒
fc = 1 / 2 Π R C
A característica da tensão de saída em função da frequência de um filtro passa-baixas é:
figura 2
Filtro Passa-Altas
O filtro passa-altas só permite a passagem de sinais acima de fc, os inferiores são atenuados.
O filtro passa-altas é constituído também por um circuito RC série, no entanto neste caso, a tensão de saída é a
obtida no resistor. Esse circuito é visto abaixo.
figura 3
Para ondas senoidais de altas frequências, XC assume valores baixos em comparação com R, a tensão de saída
será então praticamente igual à tensão de entrada. Para baixas frequências, XC assume valores altos em comparação ao
valor de R, atenuando a tensão de saída para um valor praticamente nulo. Dessa maneira o filtro permite a passagem de
sinais de altas frequências.
Da mesma forma que o filtro passa-baixas, na frequência de corte, onde XC é igual à R, a tensão de saída será
dada por:
__
Vs = Ve / √2
A característica da tensão de saída em função da frequência para um filtro passa-altas é:
figura 4
2 de 3
Parte Prática
Filtro Passa-Baixas
1. Monte o circuito da figura 1, utilizando R = 2,2KΩ e C = 100 nF. Ajuste o
gerador de sinais para 2 Vpp, onda senoidal e aplique na entrada ( Ve ).
2. Varie a frequência do gerador, conforme o quadro ao lado. Para cada valor,
meça e anote a tensão de saída pico a pico Vs(pp).
3. Construa o gráfico Vs x f com os valores obtidos no quadro.
4. Calcule a frequência de corte do filtro.
5. Entregue o gráfico no final da aula.
Filtro Passa-Altas
Repita os itens 1. a 5. do filtro passa-baixas, montando o circuito da figura 3.
3 de 3
f(Hz)
Ve(pp)
200
600
1000
1400
1800
2200
2600
3000
2
2
2
2
2
2
2
2
Vs(pp)