Eletrônica Aplicada - Saber Eletrônica

Desenvolvimento
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Existem basicamente 4 tipos de
filtros que são usados nas aplicações
práticas, não importando
o modo como funcionam.
Os filtros passabaixas são aqueles que
deixam passar apenas os sinais que estão
abaixo de uma certa frequência. Os filtros
passa-altas que deixam passar os sinais
que estão acima de uma certa frequência,
os filtros passafaixa ou passabanda que
deixam passar os sinais apenas de uma
certa faixa de frequências e os filtros rejeitores
de faixa ou “notch” se adotarmos
o termo em inglês, que rejeitam os sinais
de uma certa faixa de frequências. A
figura 1 mostra as curvas características
desses filtros.
Observe que nos filtros passabaixas
e passa-altas os sinais não são cortados
de forma absoluta a partir da frequência
para a qual estão sintonizados, mas sofrem
uma atenuação gradual. Essa atenuação,
especificada em dB por oitava, depende
do circuito usado, e do número de vezes
em que as redes utilizadas na filtragem são
empregadas.
Filtro sintonizado
rejeitor de faixa
Um circuito de filtro bastante interessante
e versátil, sugerido pela National
Semiconductor, é o mostrado na figura 2,
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Circuitos
de Filtros
Filtros ativos, principalmente os que fazem uso de amplificadores
operacionais, são úteis numa infinidade de aplicações práticas. Podemos
utilizá-los em circuitos de áudio para rejeitar ruídos, em instrumentos
para rejeitar sinais de frequências indesejáveis ou ainda para
sintonizar uma frequência que nos interessa. Reunimos neste artigo
10 circuitos de filtros tradicionais que podem ser de utilidade para os
leitores que necessitam deste tipo de circuito.
com base nos amplificadores operacionais
LM107 e LM102, que devem ser alimentados
por fonte simétrica.
Os valores dos componentes usados
devem manter as relações indicadas no
diagrama e, para melhor desempenho,
devem ser de baixas tolerâncias. Também
junto ao diagrama temos a fórmula que
permite calcular a frequência de sintonia
do filtro. Veja que ela depende basicamente
do produto C 1 x C 2 .
Uma aplicação importante para este
circuito é na rejeição de ruídos de linha (60
Hz), uma vez que ele pode ser facilmente
sintonizado de modo a compensar as
características dos componentes.
Passa-Altas
O filtro ilustrado na figura 3, sugerido
pela National Semiconductor, deixa
passar apenas as frequências acima de
100 Hz com os valores dos componentes
usados. Esses componentes, basicamente
C 1 e C 2 , podem ter seus valores alterados
para outras frequências de corte.
Trata-se de filtro de ganho unitário
com topologia Sallen-Key, se caracterizando
por um fator Q relativamente baixo. A
fonte de alimentação deve ser simétrica
e os valores indicados são para componentes
de tolerâncias menores. Valores
comerciais mais próximos podem ser
Newton C. Braga
usados, se não for desejável uma precisão
grande na frequência de corte.
Ao escolher os valores dos componentes,
devem ser levadas em conta as características
de frequência do amplificador
operacional utilizado.
Passa-Baixas
Na figura 4 temos um filtro passabaixas,
com frequência de corte em
10 kHz, sugerido também pela National
Semiconductor em seu manual de aplicações
lineares.
Os valores dos componentes C 1 e C 2
que determinam a frequência de corte podem
ser alterados. Esses valores, de série
numérica que o leitor pode estranhar, são
de tolerâncias baixas. Valores comerciais de
séries comuns de 5% podem ser usados, se
a tolerância do projeto assim o permitir.
A fonte de alimentação é simétrica e
o amplificador operacional LM102 pode
ser substituído por equivalentes. O leitor
também deve estar atento para a máxima
frequência que o amplificador operacional
usado pode operar.
Filtro rejeita-faixa
de alto Q
Uma estreita faixa de frequências em
torno de 1 kHz é rejeitada pelo filtro de
alto Q mostrado na figura 5, sugerido pela
Texas Instruments.
O amplificador operacional usado é do
tipo com transistor de efeito de campo na
entrada e a fonte de alimentação empregada
deve ser simétrica.
Observe que os valores dos componentes
do duplo T que determina a frequência
de rejeição devem manter uma relação de
valores muito bem definida.
A fórmula que permite calcular a frequência
de rejeição em função dos valores