Filtros Passivos
Por: Adailton_0282 • 3/9/2017 • Relatório de pesquisa • 2.597 Palavras (11 Páginas) • 537 Visualizações
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UFPA | Universidade Federal do Pará | |
CAMTUC | Campus Universitário de Tucuruí | |
FEE | Faculdade de Engenharia Elétrica |
Afonso Henrique C. Soares
Anderson Queiroz Viana
Dilson Júnior de Sousa Lopes
Rogério Fonseca Côrte Real
Relatório Técnico-científico
Laboratório de Comunicações
Experimento 2 – Filtros Passivos
Tucuruí, 2017
Afonso Henrique C. Soares
Anderson Queiroz Viana
Dilson Júnior de Sousa Lopes
Rogério Fonseca Côrte Real
Relatório Técnico-científico
Laboratório de Eletromagnetismo
Experimento 2 – Filtros Passivos
Relatório técnico-científico apresentado como requisito parcial para obtenção de aprovação na disciplina Laboratório de Comunicações, no Curso de Engenharia Elétrica, na Universidade Federal do Pará, Campus de Tucuruí.
Prof. Ms.C. Jefferson Souza Costa
Tucuruí, 2017
RESUMO
Os experimentos do presente relatório foram elaborados para proporcionar ao estudante a compreensão do funcionamento de filtros passivos em sinais elétricos e quais seus efeitos para o domínio do tempo e também para o domínio da frequência, através da comparação de resultados experimentais e simulações. Os experimentos utilizam vários circuitos e combinações para estudar o funcionamento de filtros passivos.
Palavras-chave: Filtro passivo.
SUMÁRIO
Lista de figuras 4
1. Introdução 5
2. Desenvolvimento 7
2.1. Material utilizado 7
2.2. Procedimentos experimentais 7
2.2.1. Filtro passa baixa 7
2.2.2. Filtro passa alta 8
2.2.3. Filtro passa faixa 10
2.3. Resultados 11
2.3.1. Filtro passa baixa 11
2.3.2. Filtro passa alta 14
2.3.3. Filtro passa faixa 15
3. Conclusões 16
Referências 17
Lista de figuras
Figura 1 – Resposta de amplitude em frequência de filtros passivos mais comuns. 5
Figura 2 – Filtro passa baixa. 7
Figura 3 – Filtro passa alta. 9
Figura 4 – Combinação dos filtros passa baixa e passa alta em cascata produz um filtro passa faixa. 10
Figura 5 – Circuito do filtro passa baixa 11
Figura 6 – Sinais de entrada e saída do filtro passa baixa obtidos no experimento 11
Figura 7 – Sinais de entrada e saída do filtro passa baixa obtidos em simulação 12
Figura 8 – Espectro de amplitude dos sinais de entrada e saída 12
Figura 9 – Resposta em frequência do filtro passa baixa 13
Figura 10 – Resposta em frequência obtido em simulação 13
Figura 11 – Resposta em frequência para 6 filtros passa baixa ligados em cascata 14
1. Introdução
Filtros são sistemas dinâmicos cujo comportamento é projetado para que certas componentes de frequência de um sinal sejam alteradas, como atenuar componentes de frequências indesejadas. Os filtros possuem um número grande de aplicações em comunicações, como a seleção de uma emissora específica dentre uma grande quantidade de sinais que chegam à antena de um rádio-receptor ou melhoria da qualidade de um sinal de rádio por atenuar o ruído de alta frequência.
Os chamados filtros passivos utilizam apenas elementos de circuito passivos para seu projeto, sendo os principais tipos: o Filtro Passa Baixa (FPB), o Filtro Passa Alta (FPA), o Filtro Passa Faixa (FPF), e o Filtro Rejeita Faixa (FRF). Podemos entender o funcionamento de um filtro analisando sua resposta em frequência (diagrama de Bode) de amplitude, principalmente. Pois o mesmo indica qual a faixa de frequência cujas componentes serão permitidas ou atenuadas.
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Figura 1 – Resposta de amplitude em frequência de filtros passivos mais comuns.
Os filtros ideais deveriam manter constante em 1, para ganho unitário, sua amplitude na faixa das frequências permitidas e em 0 na faixa das frequências rejeitadas. Como na prática esse comportamento dificilmente pode ser alcançado, os filtros reais geram distorções no sinal. A Figura 1 mostra a resposta de amplitude no domínio da frequência dos quatro tipos de filtros passivos supracitados, onde faz a comparação entre os comportamentos ideais e reais. Nessas figuras, os traços pontilhados representam filtros ideais enquanto que os traços contínuos representam filtros reais.
Define-se a faixa de passagem de um filtro como sendo o intervalo de frequências positivas onde o módulo de sua função de transferência [pic 5] é maior ou igual a [pic 6] (ou -3 dB) do seu valor máximo. As frequências que limitam esse intervalo são chamadas de frequências de corte ([pic 7]) do filtro. Um filtro pode ter sua resposta em frequência mais próxima do caso ideal aumentando sua ordem, que corresponde ao número de polos de sua função de transferência. Tipicamente a função de transferência do filtro FPB de ordem n pode ser dada pela Equação (1).
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