2/24/2015 Filtros Passivos  Artigos Acadêmicos  Henriqueorlandini

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Enviado por HenriqueOrlandini, dez. 2014 | 6 Páginas (1480 Palavras) | 1 Consultas | |

Filtros Passivos

Filtros Passivos:

O que são filtros?

Diferenças entre filtros passivos e filtros ativos.

Como os filtros passivos são feitos/montados?

Como os filtros passivos funcionam?

O que são filtros?

Filtros, basicamente falando, são circuitos que são montados com o intuito

de selecionar sinais de entrada com frequência dentro da faixa estipulada.

Os sinais que possuem frequência fora dessa faixa são atenuados.

Chamamos de “faixa de passagem” aquelas frequências que são permitidas

pelo filtro, e “faixa de rejeição” as frequências que são atenuadas pelo

mesmo.

Diferenças entre filtros passivos e ativos? / Como são montados?

Ambos os tipos de filtros (passivos e ativos) podem ser PassaBaixa, Passa

Alta, PassaBanda e RejeitaBanda. A única diferença entre eles são seus

componentes, sendo que o filtro passivo é composto somente por elementos

passivos de circuito (resistores, indutores e capacitores), enquanto o filtro

ativo possui, além dos componentes já citados, transistores e amplificadores.

A seguir serão apresentados o funcionamento dos 4 tipos de filtros passivos

citados:

Termos necessários para explicação:

Frequência de corte: frequência na qual a potência média de saída é metade

da potência média de entrada ou que a tensão de saída é 70% da tensão de

entrada.

FILTRO PASSIVO PASSABAIXA

Esse tipo de filtro permite que frequências e correntes passem desde que

estejam ABAIXO de um certo limite, sendo esse limite a FREQUÊNCIA DE

CORTE. Ou seja, caso uma frequência que seja menor que a frequência de

corte tente passar pelo filtro,

o mesmo permitirá. Mas se uma frequência maior que a frequência de corte

tentar passar pelo filtro, o mesmo irá atenuar essa frequência até zero (num

filtro ideal, num filtro real isso não acontece). 

Curva de resposta em frequência de um filtro passa baixa ideal.

Simbologia usual

Circuito PassaBaixa RL

Para um filtro passa baixa real, temos as seguintes ações para baixas e

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Para um filtro passa baixa real, temos as seguintes ações para baixas e

altas frequências:

Para baixas frequências, a reatância do indutor é bem menor que a

resistência, tendendo ao um curto circuito. Isso seria como o circuito permitir

a passagem de baixas frequências.

Para altas frequências, a reatância do indutor é maior que a resistência,

tendendo a um circuito aberto. Isso seria como o circuito bloquear a

passagem de altas frequências.

Exemplo de um circuito filtro passivo passabaixa:

A seguir serão apresentadas as fórmulas para o Ganho de Tensão e da

Fase do filtro passivo passabaixa RL:

A frequência de corte (fase = 45 graus) para um circuito filtro passivo passa

baixa RL pode ser escrita como:

Circuito Filtro Passivo PassaBaixa RC

A diferença entre um PassaBaixa RC e um PassaBaixa RL é que no RC, a

frequência passa quando a reatância do capacitor é alta, enquanto que a

frequência é atenuada quando a reatância é baixa. No primeiro caso, o

capacitor funciona como circuito aberto, e no segundo caso ele funciona

como curto circuito.

Circuito filtro passivo passabaixa RC

Ganho de Tensão e Fase:

A frequência de corte (fase = 45 graus) para um circuito filtro passivo passa

baixa RC pode ser

escrita como:

FILTROS PASSIVOS PASSAALTA

Ao contrário dos filtros PassaBaixa, os filtro PassaAlta permitem a

passagem de frequências acima da Frequência de Corte. Abaixo seria a

curva de resposta a frequência de um filtro PassaAlta ideal (não ocorre):

Simbologia Usual:

Filtro Passivo PassaAlta RL

Um filtro PassaAlta RL tem sua montagem parecida com o PassaBaixo RL,

a diferença é que a posição do indutor e do resistor são trocadas. Desse

jeito, quando a reatância do indutor é alta, ele funciona como um circuito

aberto e as altas frequências passam. Caso a reatância seja baixa, o indutor

vai funcionar como um curto circuito e as baixas frequências serão

atenuadas.

O esquema de um circuito filtro passivo passaalta RL:

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As fórmulas de ganho de tensão e fase:

A frequência de corte (fase = +45 graus) para esse tipo de circuito pode ser

escrita como:

Filtro PassaAlta RC

Igual ao PassaAlta RL, a posição do capacitor e do resistor está trocada em

relação ao PassaBaixa RC, e por isso ele funciona ao contrário. Caso o

circuito receba uma frequência alta, o capacitor apresentará uma reatância

baixa e irá se comportar como um curto circuito, deixando a frequência

passar. Se o circuito receber uma frequência baixa, a reatância será alta e o

capacitor irá agir como um circuito aberta, atenuando a frequência.

Circuito PassaAlta RC:

A frequência de corte (fase= +45 graus) para esse tipo de circuito pode ser

escrita como:

FILTRO PASSAFAIXA

Um filtro PassaFaixa funciona ao contrário dos PassaBaixa e PassaAlta,

porque ao invés de permitir a passagem de frequências abaixo ou acima da

Frequência de Corte, esse tipo de filtro permite a passagem somente se a

frequência em questão estiver dentro de um parâmetro intermediário, isto é,

somente se ela estiver entre a Frequência de Corte Inferior e a Frequência

de Corte Superior. Abaixo é possível ver como seria a curva de resposta a

frequência de um filtro passafaixa ideal:

Simbologia usual:

Filtro PassaFaixa Série:

Nesse tipo de circuito, é usado um resistor, um capacitor e um indutor,

sendo que os dois últimos são montados em série. Para frequências baixas,

o indutor tem reatância baixa e funcionará como curto circuito, já o capacitor

terá reatância alta e funcionará como circuito aberto, atenuando a

frequência. Se a frequência de entrada for alta, o indutor terá reatância alta e

funcionará como circuito aberto, já o capacitor terá reatância baixa e

funcionará como curto circuito. O único caso em que a frequência de entrada

passa pelo filtro vai ser quando a mesma estiver entre as frequências de

corte (inferior e superior, ou próximas a frequência de ressonância do

circuito), assim tanto o indutor quanto o capacitor funcionarão como curto

circuito, possibilitando a passagem da frequência.

Esquema do circuito:

Ganho de Tensão e Fase do circuito:

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Fórmula para as frequências de corte inferior, superior e frequência de

ressonância do circuito (frequência central):

Circuito PassaFaixa Paralelo

A diferença entre esse tipo de circuito e o em Série, é a organização dos

componentes, sendo que o circuito em Paralelo apresenta o indutor e o

capacitor montados em paralelo. Para frequências baixas, o capacitor

apresenta alta reatância e tende a circuito aberto, já o indutor apresenta

baixa reatância e tende a curto circuito, e isso bloqueia a frequência. Caso a

frequência seja frequência alta, o capacitor terá baixa reatância e tenderá a

curto circuito, já o indutor terá alta reatância e tenderá a circuito aberto,

também bloqueando a passagem da frequência. Caso a frequência esteja

dentro das frequências de corte, o indutor e capacitor terão alta reatância e

irão apresentar comportamento de circuito aberto, possibilitando a passagem

da frequência.

Esquema do circuito:

Ganho de Tensão e fase do circuito:

Frequências de corte inferior, superior e central (ressonância do circuito):

CIRCUITO FILTRO REJEITAFAIXA

Nesse tipo de circuito, ao contrário do PassaFaixa, atenua faixas que

estejam dentro das Frequências de Corte Inferior e Superior, mas permite a

passagem das faixas que estejam abaixo ou acima delas. Abaixo podemos

ver como seria a curva de resposta a frequência de um circuito filtro Rejeita

Faixa:

Simbologia Usual:

Circuito Filtro RejeitaFaixa Série

Nesse tipo de circuito, os componentes (indutor, capacitor e resistor) estão

montados em série, mas numa organização diferente se comparado com o

PassaFaixa Série. Para frequências baixas, o indutor apresenta baixa

reatância e funcionar como curto circuito, e o capacitor apresenta alta

reatância e funciona como circuito aberto, permitindo a

passagem da frequência. Para frequências altas, o indutor apresenta alta

reatância e funciona como circuito aberto, já o capacitor apresenta baixa

reatância e funcionar como curto circuito, também permitindo a passagem da

frequência. Por fim, quando a frequência de entrada estiver entre as

frequências de corte, indutor e capacitor apresentarão baixa reatância e

apresentarão comportamento de curto circuito, bloqueando a passagem da

frequência.

Esquema do circuito:

Ganho de tensão e fase do circuito:

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Frequências de corte inferior, superior e central (ressonância do circuito):

Circuito Filtro RejeitaFaixa Paralelo

A única diferença desse circuito para o RejeitaFaixa Série e a montagem do

indutor e capacitor, que agora estão montados em paralelo. Quando o

circuito recebe uma baixa frequência, o indutor apresenta uma baixa

reatância e funciona como curto circuito, já o capacitor apresenta alta

reatância e funciona como circuito aberto, permitindo a passagem da

frequência. Com altas frequências, o indutor apresenta alta reatância e age

como circuito aberto, já o capacitor apresenta baixa reatância e age como

curto circuito, também permitindo a passagem da frequência. Mas, caso a

frequência de entrada esteja entre as frequências de corte, tanto o indutor

quanto o capacitor irão apresentar alta reatância e funcionarão como circuito

aberto, impossibilitando a passagem da frequência.

Esquema do circuito:

Ganho de tensão e fase do circuito:

Frequências de Corte Inferior, Superior e Central (Ressonância do circuito):

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