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Analise de Circuitos em Corrente Alternada - Aula12
Filtros Passivos - Filtro Passa Altas

Experiência19

Bibliografia:

Analise de Circuitos em Corrente Alternada - Rômulo O. Albuquerque - Editora Érica
Circuitos em Corrente Alternada - Rômulo O. Albuquerque- Editora Érica

Filtros Passivos

Genericamente , filtros são circuito que deixam passar só sinais de determinadas freqüências, atenuando outras. Podemos ter os seguintes tipos de filtros:

a) Filtros Passa Altas (FPA )

b) Filtros Passa Baixas (FPB)

c) Filtro Passa Faixa ( FPF)

d) Filtro Rejeita Faixa ( FRF)

Se considerarmos o filtro ideal as curvas de respostas em freqüência serão as seguintes:


Fig01: Curva ideal de um FPA	Fig02: Curva ideal de um FPB

Fig03: Curva ideal de um FPF	Fig04: Curva ideal de um FRF

Na prática não é possível ter essas curvas devido a limitações nos elementos que constituem esses filtros. Existem varias maneiras de construí-los, consideraremos apenas algumas.

Filtro Passa Altas

A analise deste circuito ( circuito RC série ) já foi feita em capítulos anteriores, o que faremos agora é adaptar o circuito para a aplicação em questão( filtro).

Fig05: Circuito de um Filtro Passa Altas

Para este circuito a expressão do ganho em função da freqüência é dada por :

IMPORTANTE !!

onde

é a freqüência de corte inferior do filtro.

Obs: Maiores detalhes sobre a obtenção da expressão acima consultar um dos livros , Analise de Circuitos em Corrente Alternada ou Circuitos em Corrente Alternada ambos de autoria de Rômulo O. Albuquerque .

Normalmente o ganho é expresso em decibéis ( dB ) :

A fase do ganho também varia em função da freqüência sendo dada por:

Para termos uma idéia destes gráficos vamos imaginar a freqüência variando de zero até valores muito altos , e observando o comportamento do ganho e da fase.

Comportamento do ganho em função da freqüência

a) Se f = 0 ( ou tende para zero ) então a relação f_C / f tende para infinito logo na expressão acima o Ganho tende para zero.

b) Se f = 0,1.f_C Þ substituindo na expressão acima resulta

em dB Ganho = -20dB

c) Se f = 0,01.f_C

em dB Ganho= -40dB

d) Se f = f_C

em dB Ganho = - 3dB

Obs: muitas vezes a freqüência de corte é chamada de freqüência de meia potência

e) Se f = 10.f_C

em dB Ganho = 0 dB

Curva de Resposta em Freqüência

Fig05: Curva de resposta em freqüência do FPA

Comportamento da fase em função da freqüência

A defasagem entre a tensão de saída e a tensão de entrada é dada por :

e o correspondente gráfico:

Fig06: Curva de resposta da fase em função da freqüência

Qual exatamente o significado do gráfico da Fig06 ? Para freqüências muito acima da freqüência de corte não existe defasagem entre entrada e saída. Exatamente na freqüência de corte a defasagem é 45º, sendo que a tensão de saída está adiantada em relação à entrada. Para freqüências muito abaixo da freqüência de corte esta defasagem é 90º, com as saída ainda adiantada.

Experiência 19 - Filtro Passa Altas
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Abra o arquivo ExpCA19 e identifique o circuito da figura abaixo.

Fig01: Circuito do FPA para experiência 19

1. Calcule a freqüência de corte do circuito : f_Ci = ___________

2. Ative o circuito e com o auxilio do traçador do Diagrama de Bode meça a freqüência de corte ( valor aproximado ) e o valor do ganho nessa freqüência.

f_Ci ( medida ) @ __________ Ganho ( f = f_C ) @ _________dB

3. Ainda no traçador do Diagrama de Bode meça o ganho para uma freqüência 10 vezes menor do que a freqüência de corte e para uma freqüência 100 vezes menor do que a freqüência de corte. Anote

Ganho ( f=f_Ci/10 ) = ___________dB Ganho ( f = f_Ci / 100 ) = ________dB

4. Ajuste o gerador na freqüência de corte e 10V_P . Ative o circuito. Com o auxilio do osciloscópio meça o valor de pico da saída ( V_SP ) e divida pelo valor de pico da entrada ( V_EP ).