Cap3- Filtros 3.4- Circuitos de filtr Tecnologias para realizar filtros

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1 ap- Fltro.- rcuto de fltr Tecnologa para realzar fltro Fltro L pavo v I L v O Ecada L Smplemente termnada Duplamente termnada L Fltro actvo- por mulação de componente L: Smulação de L,,, potvo ou negatvo, FDN, etc. 5 Fltro actvo- para realzar ecçõe bquadrátca AO Secçõe bquadrátca SB SB de auch e SB de Sall e Ke Fltro actvo-s para crcuto ntegrado analógco- na amotrado Smulação de, potvo ou negatvo com condenadore comutado e realzação de fltro com ntegradore de Mller / Fltro dgta v I ealzam a operaçõe com crcuto dgta ou mcroproceadore Fltro com reonadore Mecânco, pezoeléctrco, lnha e cavdade reonante, etc. / / lock F S β.v I αv BX β S W S W / MF0 v A α v B v BX IST Electrónca II, Moé Pedade

2 ap- Fltro Fltro pavo L em ecada Pode ter termnação retva no gerador, na carga ou no do porto Smplemente termnado No gerador ou na carga No gerador, pouco utlzado Na carga, uado para aplcaçõe de potênca, a carga é a própra termnação ex. fltro para altfalante v I.- rcuto de fltro Smplemente termnado no lado da carga L v O L Duplamente termnado Na carga e no gerador gualmente termnado e S L Pode ter freq. máxma tranferênca de energa FMTE Na FMTE a enbldade de AΩ ou de TΩ em relação à varaçõe do componente é nula Fltro de baxa enbldade menore efeto do erro do componente Uado para protótpo de partda para realzaçõe em fltro actvo ou dgtal por mulação drecta ou operaconal. IST Electrónca II, Duplamente termnado v I S Moé Pedade L v O L

3 Exemplo de fltro L em ecada v I v I ap- Fltro Amplfcador de potênca de F, neceta de fltro e adaptador de mpedânca L duplam. termnado Amplfcador de áudo e tema de coluna de om, preca de fltro L mplemente termnado AMPLIFIADO S 5 Ω 5 Ω FILTO PASSA BANDA L L Senbldade do fltro ANTENA IST Electrónca II, 50 Ω 50 Ω v O L Smplemente termnado no lado da carga Duplamente termnado AMPLIFIADO Permte etudar o erro ntroduzdo pela varação de valor do componente No fltro o módulo da função de tranfer. é muto mportante A enbldade do módulo da f.t. em relação a x é: Para todo o n componente: N T x T No fltro duplamente S x termnado, o módulo da repota T x em frequênca, tem máxmo que xn correpondem à máxma tranferenca de potênca. Neta Pc T x frequênca a enbldade é nula 0; x c, g x x FMTE Por o ão o melhore fltro FMTE T 0 Ω v I.- rcuto de fltro S Moé Pedade FILTO PASSA BAIXO FILTO PASSA ALTO T x x x lm x 0 T T FMTE 8 Ω v OBX ALTIFALANTE DE GAES 0 Ω v OAL ALTIFALANTE DE MÉDIOS E AGUDOS x T T x T S 0, x c, x

4 ap- Fltro.- rcuto de fltr Influênca de erro na repota em frequênca Geralmente nterea a repota de ampltude Tjω Melhore crcuto têm menore enbldade S T x ao erro do componente x Smulação de componente num fltro L em ecada duplamente termnado mantém a etrutura logo FMTE Actvo-, S, dgtal Smulação operaconal mula a equaçõe Actvo-, S, dgtal Método de ealzação de Fltro Aocação em cadea de ecçõe bquadrátca Actvo, S, dgtal Baeado em ecçõe bquadrátca em cadea têm enbldade moderada Smulação de L Smulação de componente mantém a etrutura, mula equaçõe e etrutura, logo pode ter muto baxa enbldade Actvo-, S, dgtal Smulação operaconal mula ó a equaçõe, ma tem baxa enbldade Actvo-, S, dgtal IST Electrónca II, Bq Bq Bq n-/ Pólo/ zero v Moé Pedade A o L v v L NI

5 ap- Fltro Smulação de componente com crcuto actvo- GI Generaled Impedance onverter Baeado na aocação de NI Negatve Impedance onverter NI Smula componente < 0 com componente > 0 v v vl; ; L z. z. ; z. z. I.. 5 I v. I v v; L z. I z. z z I I v I GI L Smula vára mpedânca à maa.- rcuto de fltr A v v L NI A A v L NI NI GI PI FDN L v v A v v GI Antonou A v L L IST Electrónca II, Moé Pedade

6 ap- Fltro Smulação drecta de fltro L Mantém-e a etrutura orgnal Fltro L protótpo Smula-e a mpedânca de algun componente, lgado à maa Fltro D protótpo ecalado */.- rcuto de fltr A v v 5 GI Antonou A v L L omponente mulado Z Z Z Z Z Z 5 Bobna L L Fltro Actvo- D mulado Bobna L L Supercondenador / D D uperbobna E E IST Electrónca II, Moé Pedade

7 ap- Fltro Smulação operaconal Smulam-e a equaçõe do fltro L uando ntegradore e omadore Óptmo para crcuto actvo-, actvo S e dgta. Integradore nverore e não nverore.- rcuto de fltr v L v g L v v g c v v L LBaxa enbldade c v g g L g L v v c c g v L g g Não uam muto amp. Op Projecto fácl Podem funconar até GB/0 do amp. op L IST Electrónca II, Moé Pedade

8 ap- Fltro Aocação em cadea de SB Factorza-e a função de tranferênca em SB ealza-e cada SB com crcuto actvo- ou dgtal ada SB deve ter mpedânca de aída nula Aocam-e o crcuto da SB em cadea ou cacata N α z N 0 α M 0 α M z T.. B N N D β N β N p β p B antagen M 0 ωz Qz ω p Q p ω z ω p M 0 Pode não extr Bq Bq Bq n-/ Pólo/ zero rcuto modulare e tetáve ndv. Erro de componente controlado dentro de cada SB Senbldade méda a erro para N < 5 o Inconvenente.- rcuto de fltr Senbldade a erro méda Não erve par N >>, ex. N > 5, devdo ao erro muto grande IST Electrónca II, Moé Pedade

9 ap- Fltro rcuto actvo- para Secçõe Bquadrátca om um amp. Op. Sallen & Ke, auch, etc. onomem pouca energa Senbldade méda a erro de componente Uáve para Q < 0 e f P <GB/00 Dmenonamento é complcado Parâmetro da SB dependem de váro componente om váro amp. Op. onomem ma energa Senbldade menore ealzação de zero é fácl Uáve para Q elevado e f P <GB/50 Dmenonamento é mple Parâmetro da SB dependem de pouco componente.- rcuto de fltr IST Electrónca II, Moé Pedade

10 ap- Fltro Secçõe com um amp. op, Etrutura geral Pode orgnar dua famíla de fltro actvo muto frequente: Sallen e Ke; auch.- rcuto de fltr 5 Secção deauch k - v 6 k v o Secção de Sallen & Ke k- Pela anále do crcuto vem: o k.. [ k ] k. 5 6 IST Electrónca II, Moé Pedade

11 ap- Fltro Secção de auch Obtém-e como cao partcular, quando k - e rcuto de fltr o Tpo de Fltro / / / 5 Paa-baxo / / Paa-alto / / / Paa-banda 5 AO 5 AO 5 AO Fltro paa-baxo anónco relatvamente ao nº de ua o número mínmo poível Fltro paa-banda É anónco relatvam. ao nº de Fltro paa-alto Não é anónco relatvam. ao nº de IST Electrónca II, Moé Pedade

12 ap- Fltro Secção de Sallen e Ke Ganho fnto k, k >0 e 5 0. o 6 k... k...- rcuto de fltr 6 Tpo de Fltro / 0 / 6 Paa-baxo 0 / / 6 Paa-alto / / /6 Paa-banda 6 k 6 k 6 k Fltro paa-baxo anónco relatvamente ao nº de e de Fltro paa-banda anónco relatvamente ao nº de Fltro paa-alto anónco relatvamente ao nº de e de IST Electrónca II, Moé Pedade

13 ap- Fltro.- rcuto de fltr rcuto com zero de tranmão zero obre o exo magnáro om amplfcadore ecorrem ao T duplo AO 0 / AO T e ω 0z ω0z ω0 ω0 q 0 ω0 com q 0 0 Tê duplo. Malha que produz zero com factor de qualdade IST Electrónca II, Moé Pedade

14 ap- Fltro.- rcuto de fltr Secçõe bquadrátca com do ntegradore numa malha Permtem fazer toda a funçõe de tranferênca Têm equaçõe de projecto muto fáce Integradore nverore e não nverore IST Electrónca II, Moé Pedade

15 ap- Fltro Secçõe bquadrátca com do ntegradore numa malha Permtem fazer toda a funçõe de tranferênca Têm equaçõe de projecto muto fáce Secção de Kervn, Huelman, Schaumann Tem aída do tpo paa-baxo, paa-banda e paa-alto. Pode gerar zero de tranmão q z. Permte obter q 0 elevado..- rcuto de fltr A /B q 0 /E /D o A T ω 0 B D Eω0 D ω0 D ω0 com ω0 q 0 IST Electrónca II, Moé Pedade

16 IST Electrónca II, Moé Pedade rcuto MF-0 Suceor do fltro actvo- UAF-0 Ua a técnca do ondenadore comutado ap- Fltro.- rcuto de fltr S W S W / / / β.v I α v BX / MF0 lock F S v I v A v B v BX α β SW SW τ / T S 00 / π 50 / π T S τ bx al bn bn bx bx bn al α β τ τ com ; ; ; α α π τ α π π ω ω ω τ β α τ β β τ β τ p p p p p p al al bx bx bn bn Q F f Q D D T D T D T