Atividade 2 - Estudo e caracterização de um filtro passa banda
Objetivos
Os objetivos desta atividade são:
- Estudar e analisar, a partir dos filtros passa alta e passa baixa utilizados na atividade anterior, um filtro passa banda.
- Estudar os efeitos das frequências de corte sobre as curvas de ganho e fase dos filtros.
Atividades de laboratório
Para montar os filtros passa banda vamos utilizar os mesmos equipamentos da atividade anterior, ou seja:- Capacitores
- Resistores
- Multímetro
- Osciloscópio
- Fonte de tensão alternada (também conhecida como gerador de áudio).
Link para o vídeo no YouTube: https://youtu.be/CH6yBFUF8wQ
O objetivo, ao final desta atividade, é obter a curva experimental do ganho em função da frequência do sinal, bem como a curva experimental da fase do ganho em função da frequência para os dois filtros passa banda apresentados no vídeo. Nestes dados devem ser ajustados os modelos teóricos, de modo a extrair as frequências de corte inferior e superiror de cada filtro para compará-las aos valores esperados para as mesmas.
Para o primeiro filtro passa banda apresentado no vídeo foram utilizados os seguintes componentes: (i) estágio inferior - resistor de \(1 \, k\Omega\) e capacitor de \(0,47 \, \mu F\) fornecendo uma frequência de corte inferior nominal de \(338,6 \, Hz\) e (ii) estágio superior - resistor de \(470 \, \Omega\) e capacitor de \(1 \, nF\) fornecendo uma frequência de corte superior nominal de \(338,6 \, kHz\). Para o segundo filtro o estágio inferior foi mantido alterando-se o estágio superior que agora é composto por um resistor de \(4,7 \, k\Omega\) e um capacitor de \(10 \, nF\), o que nos dá uma frequência de corte superior nominal de \(3,386 \, kHz\).
Para cada filtro:
- Foram feitas as medidas de amplitude de tensão de entrada, amplitude de tensão de saída, defasagem entre o sinal de entrada e o sinal de saída em função da frequência.
- Lembre-se de avaliar as incertezas destas medidas para fazer as análises solicitadas.
- Obtenha o ganho e a fase para cada frequência medida.
- Faça os gráficos apropriados de ganho em função da frequência e defasagem em função da frequência. Faça uma análise estatística, ajustando os modelos teóricos aos dados, avaliando a aplicabilidade desses modelos.
- Do filtro passa banda você obtém duas frequências de corte (inferior e superior) que podem ser comparadas às respectivas frequências dos filtros passa alta e passa baixa. Faça esta comparação, de forma apropriada, e discuta os resultados.