Filtros em Eletrônica Analógica - Aula 19

ELETRÔNICA ANALÓGICA AULA 19 FILTROS Prof Luis Henrique P da Silva MSc FILTROS O Mundo real não é digital FILTROS Sinais de pequena intensidade sujeitos a interferências ruídos Analog but NOT electronic Analog AND electronic FILTROS Sensores Tipo de Sensor Saída do Sensor Termopar Voltage Fotodiodo Corrente Microfone Capacitância Antena Indutância Reação eletroquímica Voltagecorrente Touch button Gera carga elétrica Filtros SensorBiossensor exemplo Sinal analógico corrente tensão Eletroquímico Amperométrico Potenciométrico Filtros Biossensor arquitetura Sinal analógico com ruído Condicionamento de sinal Amplificar o sinal Reduzir a impedância da fonte Filtrar Sinal analógico limpo sem ruído FILTROS Biossensorexemploglicosímetro Filtros Ruído Ruído é qualquer sinal não querido que interfere com o valor das medidas do sinal de interesse Este sinal pode ser DC ou AC Intrínseco ou extrínseco Randômico ou repetitivo Ruídos impõem limites nos sinais menores que se pode medir sensibilidade Ruído Ruído Filtros FILTROS Filtros ativos FILTROS Filtros quanto ao espectro de passagem Exemplo de filtro passa baixa FILTROS Filtros quanto ao espectro de passagem FILTROS Filtros passivos Filtro Passa baixa FILTROS Filtros Efeitos de filtragem de sinal FILTROS Filtro passa baixa ativo de primeira ordem FILTROS Filtro passa baixa ativo de primeira ordem 2 Para frequência de entrada fin igual a 5923 Hz uma década após fc qual a tensão de saída Vo 1001mV115923015923² 995 mV Av 20log₁₀VoutVin 20log₁₀995100 20 dB atenuação de 20dB 3 Para frequência de entrada fin igual a 15923 Hz duas décadas após fc qual a tensão de saída Vo 1001mV11592315923² 1 mV Av 20log₁ₙVoutVin 20log₁₀1100 40 dB atenuação de 40 dB Filtro passa baixa Em frequências mais altas acima a frequência de corte o ganho é menor que o ganho máximo o ganho tornase negativo VoutVin Amax Quando a frequência de operação é igual à frequência de corte a função de transferência é igual a Amax2 e o ganho é de 3dB A taxa de decrescimento no ganho em um filtro de primeira ordem é de 20dBdécada ou 6dBoitava Ganho x frequência 1 Em frequências bem altas f fc VoutVin Av 2 Na frequência de corte f fc VoutVin Amax20707 Av 3 Em frequências baixas f fc VoutVin Av Ganho de tensão Av em dB Av dB 0 dB Av dB 3dB Av dB 20 dB Av dB 40 dB Frequência de corte 100 mV fin 1Hz Amax 7171 mV finfc Amax2 995 mV 1 mV Filtros Ganho x frequência Vin mV FrequênciaHz Vout mV Ganho dB Atenuação 100 1 100 40 0 db 100 15923 7171 3 3dB 100 159230 995 20 20dB 100 1592300 1 mV 40 40dB Ganho do filtro Filtros Filtro passa baixa Função transferência Vo AvVin1finfc²n Onde n número de pólos no circuito À medida que o valor do n o número de pólos aumenta o nivelamento da resposta do filtro também aumenta FILTROS Filtro passa baixa de 2ª ordem FILTROS Filtro passa baixa de 2ª ordem FILTROS Filtro passa baixa de 2ª ordem FILTROS Filtro passa baixa de 2ª ordem FILTROS Filtro passa baixa de 2ª ordem FILTROS Filtro passa baixa de 2ª ordem FILTROS Filtro passa baixa de 2ª ordem FILTROS Filtros passivos Filtro Passa alta FILTROS Filtro passa alta de primeira ordem filtro Butterworth FILTROS Filtro passa alta de primeira ordem filtro Butterworth FILTROS Filtro passa alta de primeira ordem filtro Butterworth Filtros Filtros Butterworth Os filtros Butterworth de ordem mais alta são obtidos em cascata por filtros Butterworth de primeira e segunda ordem Onde an e bn são coeficientes de filtro prédeterminados e estes são usados para gerar as funções de transferência necessárias Primeira ordem Segunda ordem Terceira ordem Quarta ordem Quinta ordem Sexta ordem Filtros Butterworth FILTROS Ganho x frequência filtro passa alta Filtro passa faixa FILTROS Ganho x frequência filtro passa alta Filtro passa faixa fc1 2 kHz frequência de corte inferior fc2 20 kHz frequência de corte superior Ganho total do circuito em tensão 20 50 KHz atenuação 7dB Frequência do sinal superior a da faixa de passagem 1 V pp FILTROS Contato lhps1polibr Boa noite