Relatório de Atividade Laboratorial n° 03: Resposta do Filtro Ativo Passa-Faixa

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Fazendo o diagrama de bode do circuito podemos perceber que sua funcionalidade está de acordo com os cálculos para os componentes utilizados. No Diagrama de Bode abaixo, podemos analizar as frequências inferior e superior do filtro projetado.

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Figura 2 - Diagrama de Bode com frequência de corte inferior em 0,1 Hz.

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Figura 3 - Diagrama de Bode com frequência de corte superior em 50 Hz.

Para os dois casos as frequências se encontram com uma magnitude de 3 dB, que é o esperdo para este tipo de projeto de filtro. Também podemos identificar que o primeiro filtro, o passa altas, por ser de primeira ordem, possui uma inclinação mais leve. Já o segundo, o passa baixas, possui uma inclinação mais acentuade. Isto por se tratar de um filtro de segunda ordem.

Teoria, Prática de Simulação em Simulador de Circuitos Elétricos, e, se possível, Prática de Laboratório:

- Aplicar uma onda quadrada de 1 Hz, nível baixo 0V e nível alto 2V.

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Figura 4 –Resposta a onda quadrada de 1 Hz, nível baixo 0V e nível alto 2V.

Podemos ferificar que o sinal de saída produz quase uma onda quadrada defasa de de 180 graus do sinal de entrada.

- Aplicar uma onda senoidal com 2 Vpp e:

- Frequência de 0,01 Hz.

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Figura 5 – Resposta ao sinal senoidal com 2 Vpp e 0,0 1 Hz.

O sinal de saída é uma senoide que está fora da faixa de passagem do filtro e, como podemos observar, está sendo atenuada. Como a frequência é uma década menor que a frequência de corte do passa altas, esse sinal deve ser atenuado em 20dB , ou seja, aproximadamente 200mV de amplitude.

- Frequência de 25 Hz.

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Figura 6 - Resposta ao sinal senoidal com 2 Vpp e 25 Hz.

Esta onda está dentro da faixa de passagem e podemos observar que a amplitude da onda de saída é 2V, exatamente o dobro da entrada, como era esperado.

- Frequência de 100 Hz.

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Figura 7 - Resposta ao sinal senoidal com 2 Vpp e 25 Hz.

Esta onda está fora da faixa de passagem do filtro, mas desta vez, está acima da frequência de corte do passa baixas. Isto significa que o sinal será atenuado não por um polinômio de primeira ordem, mas sim por um de segunda ordem, o que significa uma queda mais brusca.

- Aplicar um sinal formado com a soma de uma senóide com 2 Vpp e 25 Hz e:

a. Uma senoóide com 10 Vpp e 0,01 Hz.

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Figura 8 - Resposta da somo dos sinaos senoidais.

Esta situação se tornou um pouco complicado de avaliar com o osciloscópio, pois temos a soma de uma senoide de 2 Vpp e 25Hz e outra de 10 Vpp e 0.01Hz. Duas ondas que se tornam extremos de tensão e frequência. O resultado dessa soma acaba sendo a senoide de menor amplitude, variando em cima da senoide de maior amplitude e menor frequência. Em comparação à frequência da onda de saída e da senoide de 25Hz, a variação de 0.01Hz é quase imperceptível. A foto acima mostra a onda (amarela) de 25Hz sendo modulada em cima da onda de 0.01Hz. É possível perceber a diferença enorme de frequência entre as ondas.

b. Uma senóide com 10 Vpp e 400 Hz.

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Figura 9 - Resposta da somo dos sinaos senoidais.

Esta situação também se tornou um tanto difícil de analisar através do osciloscópio. Desta vez os papéis se invertem: A onda de 10 Vpp tem uma frequência muito maior que a de pouca amplitude, desta forma, a onda de 400Hz fica oscilando em cima da onda de 25Hz.

Conclusão:

Foi observado na prática que o filtro projetado apresenta a resposta desejada, variando apenas em alguns parâmetros devido aos componentes apresentarem uma tolerância nos seus valores, podendo variar a resistência e a capacitância dos mesmos dentro desta tolerância. Analisando estas simulações, consolidamos aquilo que foi aprendido na sala de aula, e através desta atividade, conseguimos verificar na prática o funcionamento de um filtro passa-faixas, que conforme sua definição, atenua as frequências que não estão dentro de uma faixa especificada, e produz o ganho calculado para as frequências entre as frequência de corte superior e inferior.

Anexo A

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Referências:

- Nilsson, James W.