Como projetar rapidamente um circuito de filtro passa-alto e passa-baixo »WikiUtil

Nesta postagem, aprendemos como projetar circuitos de filtro de áudio como filtro passa-alto e filtro passa-baixo sem esforço, sem passar pelos aborrecimentos da simulação e cálculos complexos. Os projetos apresentados permitirão criar circuitos de filtro apenas para as bandas de frequência específicas desejadas e bloquearão todas as outras frequências indesejadas.

O que é o filtro passa-alto?

Como o nome indica, um circuito de filtro passa-alto é projetado para atenuar todas as frequências abaixo de uma determinada freqüência selecionada e para passar ou permitir todas as frequências acima desse limite. O princípio é exatamente o oposto de um circuito de filtro passa-baixo.

A faixa de corte geralmente está em uma faixa de frequência relativamente mais alta (em kHz),

O gráfico de resposta do filtro passa-alto a seguir mostra a imagem da forma de onda que indica como todas as frequências abaixo de um limite de corte selecionado são atenuadas ou bloqueadas gradualmente à medida que a frequência diminui.

gráfico de resposta do filtro passa-alto


As próximas duas imagens são configuradas como circuitos de filtro passa-alto padrão, onde a primeira é projetada para funcionar com uma fonte dupla, enquanto a segunda é especificada para ser executada em uma única fonte.

circuito de filtro passa-alto padrão

Nas duas configurações acima, o opamp forma o componente ativo do processamento central, enquanto os resistores e capacitores associados conectados aos pinos de entrada do opamp são inseridos para determinar o ponto de corte do filtro passa-alto, dependendo de como o os valores desses componentes passivos são calculados de acordo com as especificações ou requisitos dos usuários.

Como criar um filtro passa-alto personalizado

Conforme proposto, para projetar um circuito de filtro passa-alto rapidamente, as fórmulas a seguir e as etapas subsequentes podem ser usadas para calcular os resistores e capacitores relevantes.

Primeiro, selecione um valor arbitrariamente apropriado para C1 ou C2, pois ambos podem ser idênticos.

Em seguida, calcule R1 usando a seguinte fórmula:

R1 = 1 / √2 x π x C1 x Frequência

Aqui, o termo “frequência” refere-se ao limite de corte de alta freqüência desejado abaixo do qual outras frequências indesejadas devem ser gradualmente atenuadas ou ignoradas.


Por fim, calcule R2 da mesma maneira que acima, usando a seguinte equação:

R2 = 1/2 √2 x π x C1 x Frequência

A versão de alimentação única do circuito do filtro passa-alto pode ser vista envolvendo outro capacitor Cout que não é nada crítico e pode ser aproximadamente 100 ou 1000 vezes mais que C1.

As discussões acima mostram como qualquer pessoa pode calcular e projetar rapidamente um circuito de filtro passa-alto para uma aplicação específica que pode ser um circuito de controle agudo, um Equalizador gráfico de 10 bandas ou um circuito de home theater, etc.

Como os filtros passa-baixo funcionam

Como o nome sugere circuitos de filtro passa-baixo eles são projetados para passar ou executar uma faixa de frequência preferida abaixo ou abaixo do limite de corte desejado e atenuar ou bloquear gradualmente as frequências acima desse valor.

Os opamps são normalmente usados ​​para fazer esses circuitos de filtro, pois são mais adequados para essas aplicações devido às suas características extremamente versáteis.

Gráfico mostrando frequência vs. ganho

O gráfico a seguir fornece a resposta típica de frequência do filtro passa-baixo em relação ao ganho. Podemos ver claramente como a resposta é atenuada (diminui gradualmente) à medida que a frequência aumenta além do limite de corte específico.

resposta de frequência do filtro passa-baixo para obter

As imagens a seguir representam o padrão circuitos de filtro passa-baixo baseados em opamp. O primeiro precisa ser alimentado por uma fonte dupla e o segundo opera com uma única tensão de alimentação.

filtro passa-baixo baseado em opamp

Projetando um circuito de filtro passa-baixas personalizado

Os componentes R1, R2 e C1, C2 configurados com os pinos de entrada não inversor (+) e inversor (-) do opamp basicamente decidem a faixa de corte do filtro, e estes devem ser calculados de maneira ideal ao projetar o circuito.

Para calcular esses parâmetros e projetar um circuito de filtro passa-baixas rapidamente em minutos, as seguintes fórmulas e etapas podem ser usadas:


Primeiro precisamos encontrar C1, o que podemos fazer selecionando arbitrariamente qualquer valor, conforme nossa conveniência.

Então podemos calcular C2 com a fórmula:

C2 = C1 x 2

R1 e R2 podem ser idênticos e podem ser calculados usando a seguinte fórmula:

R1 ou R2 = 1/2 √2 x π x C1 x Frequência.

aqui a “frequência” é o intervalo em que a transição de corte deve ocorrer ou o intervalo de corte desejado.

Os valores Cin e Cout exibidos no filtro passa-baixo de fonte única não são críticos e podem ser 100 a 1000 vezes maiores que C1, o que significa que, se você selecionou C1 como 0,1uF, eles podem estar entre 10uF e 100uF, etc. A especificação de tensão pode ser selecionada para ser o dobro da tensão de alimentação usada.

Os resistores são todos de 1/4 watt, 5% ou 1%.

Isso é tudo! … usando a técnica simples acima, é possível projetar rapidamente um filtro passa-baixo razoavelmente bom e usá-lo para uma aplicação específica que pode incluir um circuito de música com graves altos, um alto-falante ativo atravessa a rede ou um sistema de home theater etc.

Mais informações: https://drive.google.com/file/d/1yo_WH0NzYg43ro_X0ZrXoLYSM5XOzKU8/view?usp=sharing



FONTE

Nota: Este foi traduzido do Inglês para português (auto)

Pode conter erros de tradução

Olá, se tiver algum erro de tradução (AUTO), falta de link para download etc…

Veja na FONTE até ser revisado o post.

Status (Não Revisado)

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