Instituto Politécnico de Tomar Escola Superior de Tecnologia Departamento de Engenharia Electrotécnica ELECTRÓNICA II. Trabalho Laboratorial nº 3

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1 Instituto Politécnico de Tomar Escola Superior de Tecnologia Departamento de Engenharia Electrotécnica ELECTRÓNICA II Trabalho Laboratorial nº Filtros Activos 008/009

2 O relatório final deve ser composto por três partes: Resultados teóricos, simulação em PSPICE e resultados experimentais comentados. I OBJECTIVOS Estudo e projecto de filtros passabaixo, passaalto e passabanda de primeira ordem e de ordem superior. II MATERIAL NECESSÁRIO Resistências x 0 Ω x kω x 0 kω x. kω Condensadores x 0nF x F AMPOP x TL0 Notas: LM VCC 6 Vout VCC Para a preparação consultar: Apontamentos de Electrónica II, DEEIPT Active Filter Design Techniques Application Notes Texas Instruments; A S Sedra, K.C.Smith, Microelectronic Circuits (th.edition), Oxford University Press, 998 (CAP.) Programa Pspice, Student Edition I Preparação. Considere o filtro passabaixo de primeira ordem da figura. Considere R =. kω; C= 00 nf e ganho unitário. a) Obtenha a F.T. do filtro e calcule analiticamente a frequência de corte do filtro (largura de banda). /6

3 Figura.. Cascateando dois filtros activos de ª ordem do tipo da figura seguinte e consultando a tabela dos polinómios normalizados implemente um filtro Butterworth passabaixo de ª ordem. O filtro deverá possuir uma frequência de corte fo=khz (fo = /(*pi*rc)). Assuma os condensadores : ºandar: C=68nF; C=F; º andar:c=nf; C=680nF. O ganho dos filtros deve ser unitário. Pa Figura. Considere o filtro passaalto de primeira ordem da figura. Considere R =. kω e C= F e ganho =.. Obtenha a F.T. do filtro e calcule analiticamente a frequência de corte do filtro (largura de banda). /6

4 Figura. Cascateando dois filtros activos de ª ordem do tipo da figura seguinte e consultando a tabela dos polinómios normalizados implemente um filtro Butterworth passaalto de ª ordem. O filtro deverá possuir uma frequência de corte fo=khz (fo = /(*pi*rc)). Assuma arbitrariamente que C=F e ganho unitário Figura. Passabanda Considere o protótipo passabanda de ª ordem segundo a topologia MFB. a) Dimensione o filtro passabanda de ª ordem de ganho unitário com frequência central fm= khz e largura de banda de khz. b) Repita a alínea a) com a mesma frequência central e factor de qualidade Q=0. /6

5 Figura 6 6. Realize a simulação da resposta em frequência em Pspice das montagens anteriores verificando as frequências características, assim como a banda de transição em função da ordem do filtro. /6

6 I Implementação Laboratorial:. Implemente o filtro activo passabaixo de ª ordem. C C6 0n 0n Vac 0Vdc v in V R.k R6.k C 0n U TL0/0/TI N 6 R.k R8.k C8 0n U 6 v out TL0/0/TI N Figura.. Monte o filtro projectado baseado na figura.. Obtenha experimentalmente a largura de banda do filtro. A obtenção da largura de banda pode ser obtida a partir do varrimento de frequência e determinar a frequência a db.. Trace o gráfico do módulo da função de transferência do filtro com base na análise experimental. Analise a banda de transição (entre db e 0 db), dizendo qual o decaimento em db/dec.. Com a onda quadrada à entrada, observe o sinal à saída,vo(t). Comente. Comente. Varie a frequência da onda quadrada. Comente.. Implementação do filtro passaalto de ª ordem R 0k R 0k v in C C R U 6 TL0/0/TI N C C R U 6 v out TL0/0/TI N 0k 0k Figura 8 /6

7 . Realize as alterações necessárias ao filtro passabaixo anterior para realizar um filtro passaalto (Figura 8).. Obtenha experimentalmente a frequência a db.. Trace o gráfico do módulo da função de transferência do filtro com base na análise experimental. Analise a banda de transição (entre db e 0 db), dizendo qual o decaimento em db/dec.. Com a onda quadrada à entrada, observe o sinal à saída,vo(t). Comente. Varie a frequência da onda quadrada. Comente.. Implementação do filtro passabanda Butterworth de ª ordem C R9 k v in R0 0k C0 R U 6 v out TL0/0/TI N 0 Figura 9. Monte o circuito da figura 9 nas condições da alínea a) do ponto da preparação.. Obtenha experimentalmente a largura de banda do filtro. A obtenção da largura de banda pode ser obtida a partir do varrimento de frequência e determinar a frequência a db.. Trace o gráfico do módulo da função de transferência do filtro com base na análise experimental. Analise a banda de transição (entre db e 0 db), dizendo qual o decaimento em db/dec.. Com a onda quadrada à entrada, observe o sinal à saída,vo(t). Comente. Varie a frequência da onda quadrada. Comente. 6/6

8 Anexo: /6