Curso de CA - Parte 7
Comportamento da fase em função da freqüência
A defasagem entre a saída e a entrada dada por: fase de
VS
f
 arctg ( )
Ve
fC
fase
f
0º
-45º
-90º
Fig39: Curva de resposta da defasagem de um filtro passa baixas
Qual exatamente o significado do gráfico da Fig39 ?
Para freqüências muito acima da freqüência de corte a defasagem entre entrada e
saída é -90º, isto é, a saída estará 90º atrasada em relação à entrada. Exatamente na
freqüência de corte a defasagem é -45º. Para freqüências muito abaixo da freqüência de
corte esta defasagem é 0º.
Experiência 20 - Filtro Passa Baixas
Abra o arquivo ExpCA20 e identifique da figura abaixo.
Fig40: Filtro Passa Baixas
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 ( aproximadamente ) e o valor do ganho nessa freqüência
fCi ( medida )  __________ Ganho ( f = fC ) = _________dB
3. Ainda no traçador do Diagrama de Bode meça o ganho para uma freqüência 10
vezes maior do que a freqüência de corte e para uma freqüência 100 vezes maior do
que a freqüência de corte. Anote
Ganho ( f=fCi/10 ) = ___________ dB
Ganho ( f = f Ci / 100 ) = ________dB
4. Ajuste o gerador na freqüência de corte e 10VP. Ative o circuito. Com o auxilio do
osciloscópio meça o valor de pico da saída ( VSP ) e divida pelo valor de pico da
entrada ( VEP ).
V SP
V
 ______ 20 log SP  _______dB
V EP
V EP
Qual é o valor teórico desta relação ?
V SP
V
 ______ 20 log SP  _______dB
V EP
V EP
5. Repita o item 4 se a freqüência do gerador for 10 vezes maior que a freqüência de
corte.
V SP
V
 _______ 20 log SP  _______dB
V EP
V EP
Qual é o valor teórico desta relação ?
V SP
V
 _______ 20 log SP  _______dB
V EP
V EP
6. Repita o item 4 se a freqüência do gerador for 100 vezes maior do que a freqüência
de corte.
V SP
V
 ______
20 log SP  _______(dB)
V EP
V EP
Qual é o valor teórico desta relação ?
V SP
 ______
V EP
20 log
V SP
 _______(dB)
V EP
5.9.3 - Aplicações de Filtros
5.9.3.1 - Diferenciador
É basicamente um circuito filtro passa altas ( FPA ) operando muito abaixo da
freqüência de corte. Por exemplo no circuito da Fig41 a freqüência de corte vale:
fC 
1
 15923 Hz ( Voltar para Experiência21 )
2. .10 .0,01 .10 6
3
Fig41: Diferenciador
Como já vimos a saída do circuito da Fig41 muda em função da freqüência. Para
observarmos uma mudança radical, ao invés de considerar o sinal de entrada como
sendo senoidal vamos considerar uma onda quadrada na entrada. Dependendo da
freqüência a forma de onda na saída muda radicalmente , a assim é que se a
freqüência de entrada for muito menor do que a freqüência de corte a saída será
proporcional à derivada da entrada ( se você não souber o que é derivada não se
preocupe, nós estamos interessados só no tipo de modificação que o circuito provoca
na forma da onda ). Neste caso teremos na saída pulsos muito estreitos ( serão tanto
mais estreitos quanto menor for a freqüência da onda quadrada em relação à freqüência
de corte ).
A Fig42 mostra o comportamento da saída quando a entrada é quadrada e de
freqüência muito abaixo da freqüência de corte ( não esqueça muito menor é pelo
menos 10 vezes menor , no nosso caso menor do que 1500Hz ).
Entrada
Saida
Fig42: Formas de onda de entrada ( preta ) e saída ( vermelha ) de um FPA operando como
diferenciador .
Se por outro lado a entrada for uma onda triangular a saída será uma onda quadrada,
Fig44. (Voltar para ExpCA22 ). ( Não esqueça !! se y=10.x então dy/dx = 10 )
Fig43: Formas de onda de entrada ( preta ) e saída ( vermelha ) de um FPA operando
como diferenciador
Experiência 21 - Diferenciador
Abra o arquivo ExpCA21 e identifique o circuito da Fig41 . Calcule a freqüência de corte
do circuito. Ajuste o gerador de função para onda quadrada, 10VP, e numa freqüência f
= fC /10. Ative o circuito, e anote as formas de onda de entrada e saída no quadro
correspondente.
fC(calculada) = ___________
Cole aqui as formas de onda de entrada e saída.
5.9.3.2 - Integrador
É um filtro passa baixas operando muito acima da freqüência de corte.
Na Fig44 a freqüência de corte é dada por :
f 
1
 1593 Hz
2. .10 .0,1.10 6
3
Fig44: Integrador
Se na Fig44 a freqüência do sinal de entrada for muito maior do que a freqüência de corte
a saída será proporcional à integral da tensão de entrada ( se você não souber o que é
integral , preocupe-se somente em lembrar qual é a modificação que ocorre na saída
quando a freqüência da entrada mudar ).
Se a entrada for uma onda quadrada de freqüência muito maior do que a freqüência de
corte, na saída veremos uma onda que lembra uma onda triangular, Fig45.
Saída
Entrada
Fig45: Integrador - Resposta a uma onda quadrada na entrada
Experiência 22 - Integrador
Abra o arquivo ExpCA22 e identifique o circuito da
do circuito e anote.
Fig44. Calcule a freqüência de corte
FC = _____________
Ajuste o gerador de função em onda quadrada, 10VP , e numa freqüência f = 10.FC.
Anote as formas de onda de entrada e saída no quadro correspondente.
Cole aqui as formas de onda de entrada e saída.
5.9.3.3 - Filtro como separador de freqüência
Suponha que um sinal é obtido somando-se uma senóide de freqüência 2KHz , 1V P, a
uma senóide de 200Hz, 10VP. e que desejamos obter somente o sinal de baixa
freqüência novamente . Deveremos passar o sinal soma por um filtro passa baixas com
freqüência de corte menor do que 2KHz mas maior do que 200Hz, como indicado na
Fig46.
2KHz
Somador
200Hz
Analógico
FPB
Fig46: Separação ( filtragem ) de dois sinais senoidais de freqüências diferentes.
Experiência 23 - Usando um FPB como separador de freqüências
Abra o arquivo ExpCA23 e identifique o circuito da Fig46. Calcule a freqüência de corte,
e anote. Ative-o. Observe as formas de onda de entrada ( Ve ) e de saída ( VS ).
fC = _______
Fig46: FPB como separador se sinais
Mude a freqüência do sinal de 2KHz para 4KHz e observe a saída. Melhora ? Piora ?
Justifique.