TrabLab3_ampops

FICHA DE LABORATÓRIO AMPOPS - FILTROS FILTROS ACTIVOS 1. OBJECTIVOS: 1.1. Dimensionar filtros activos com Ampops 1.2. Verificar experimentalmente o comportamento dos filtros dimensionados 2. ESQUEMAS fig. 1 fig. 2 fig. 3 Luis J. MAR.2008 pg.1 FICHA DE LABORATÓRIO AMPOPS - FILTROS 3. LISTA DE MATERIAL 2 Fontes de Alimentação, +15V e -15V 1 Gerador de Sinais 1 Osciloscópio e respectivas pontas de prova 2 Ampops 741C Resistências 2 Condensadores de 0,47F 1 Breadboard Condutores 4. DIMENSIONAMENTO a) Projecte o filtro passa-baixo representado na fig. 1, com resposta tipo Butterworth que tenha uma frequência de corte de 7,5 KHz. Assinale na tabela I os valores determinados, assim como os valores normalizados utilizados, para R, R1, R2 e C. Determine e assinale na tabela II o ganho de tensão em malha fechada (A vf) e a taxa de inclinação do ganho de tensão acima da frequência de corte, em dB/década. b) Projecte o filtro passa-alto representado na fig. 2, com resposta tipo Butterworth que tenha uma frequência de corte de 500 Hz. Assinale na tabela IV os valores determinados, assim como os valores normalizados utilizados, para R, R1, R2 e C. Determine e assinale na tabela V o ganho de tensão em malha fechada (Avf) e a taxa de inclinação do ganho de tensão abaixo da frequência de corte, em dB/década. c) O circuito da fig. 3 é um filtro passa-banda obtido a partir da junção em série dos dois filtros anteriormente dimensionados. Determine e assinale na tabela VII as frequências de corte superior e inferior deste filtro, assim como o ganho de tensão em meia banda e a taxa de inclinação do ganho de tensão fora da banda passante do filtro, em dB/década. 5. CONDUÇÃO DO TRABALHO No caso de dispor de um multímetro de banda larga, faça todas as medições das tensões com ele, em vez de utilizar o osciloscópio. Nesse caso, ajuste a saída do gerador de sinal de modo a obter na saída do filtro v0 1 V (valor eficaz). Luis J. MAR.2008 pg.2 FICHA DE LABORATÓRIO AMPOPS - FILTROS Filtro Passa-Baixo a) Monte o circuito da fig. 1. b) Ajuste a saída do gerador de sinal de modo a obter na saída do filtro 2,8 V pp, 100 Hz. Meça com o auxílio do osciloscópio o valor pico a pico da tensão de entrada do filtro (vi) e determine o ganho de tensão na meia banda. Assinale este valor na tabela II. c) Mantendo a tensão de entrada constante (igual ao valor medido na alínea anterior) faça variar a frequência até obter uma tensão à saída que esteja 3 dB abaixo do valor medido na alínea anterior (2,8 V pp). Meça, com o osciloscópio, a frequência correspondente e assinale-a na tabela II. d) Aumente a frequência do sinal até uma década acima da frequência de corte. Meça a tensão pico a pico e determine a taxa de inclinação do ganho em dB/década. Assinale este valor na tabela II. Tenha o cuidado de manter a tensão de entrada idêntica à medida para a frequência de 100 Hz. e) Para cada frequência referida na tabela III meça a correspondente tensão pico a pico de saída e anote-a na tabela. Tenha o cuidado de manter a tensão de entrada idêntica à medida para a frequência de 100 Hz. f) Trace, em papel semilogarítmico (frequência no eixo logarítmico), o andamento do ganho do filtro em função da frequência (para apresentar no relatório). Filtro Passa-Alto g) Monte o circuito da fig. 2. h) Ajuste a saída do gerador de sinal de modo a obter na saída do filtro 2,8 V pp, 10 KHz. Meça com o auxílio do osciloscópio o valor pico a pico da tensão de entrada do filtro (vi) e determine o ganho de tensão na meia banda. Assinale este valor na tabela V. i) Mantendo a tensão de entrada constante (igual ao valor medido na alínea anterior) faça variar a frequência até obter uma tensão à saída que esteja 3 dB abaixo do valor medido na alínea anterior (2,8 V pp). Meça, com o osciloscópio, a frequência correspondente e assinale-a na tabela V. j) Aumente a frequência do sinal até uma década abaixo da frequência de corte. Meça a tensão pico a pico e determine a taxa de inclinação do ganho em dB/década. Assinale este valor na tabela V. Tenha o cuidado de manter a tensão de entrada idêntica à medida para a frequência de 10 KHz. Luis J. MAR.2008 pg.3 FICHA DE LABORATÓRIO AMPOPS - FILTROS l) Para cada frequência referida na tabela VI meça a correspondente tensão pico a pico de saída e anote-a na tabela. Tenha o cuidado de manter a tensão de entrada idêntica à medida para a frequência de 10 KHz. m) Trace, em papel semilogarítmico (frequência no eixo logarítmico), o andamento do ganho do filtro em função da frequência (para apresentar no relatório). Filtro Passa-Banda n) Monte o circuito da fig. 3. o) Ajuste a saída do gerador de sinal de modo a obter na saída do filtro 2,8 V pp, 4 KHz. Meça com o auxílio do osciloscópio o valor pico a pico da tensão de entrada do filtro (vi) e determine o ganho de tensão na meia banda. Assinale este valor na tabela VII. p) Mantendo a tensão de entrada constante (igual ao valor medido na alínea anterior) faça variar a frequência, para a esquerda e para a direita de 4 KHz, até obter uma tensão à saída que esteja 3 dB abaixo do valor medido na alínea anterior (2,8 V pp). Meça, com o osciloscópio, a frequência correspondente e assinale-a na tabela VII. q) Aumente a frequência do sinal até uma década acima e uma década abaixo das frequência de corte. Meça a tensão pico a pico e determine a taxa de inclinação do ganho em dB/década. Assinale este valor na tabela VII. Tenha o cuidado de manter a tensão de entrada idêntica à medida para a frequência de 4 KHz. r) Para cada frequência referida na tabela VIII meça a correspondente tensão pico a pico de saída e anote-a na tabela. Tenha o cuidado de manter a tensão de entrada idêntica à medida para a frequência de 4 KHz. s) Trace, em papel semilogarítmico (frequência no eixo logarítmico), o andamento do ganho do filtro em função da frequência (para apresentar no relatório). 6. TABELAS TABELA I Valores Calculados R R1 R2 C Valores Utilizados Luis J. MAR.2008 pg.4 FICHA DE LABORATÓRIO AMPOPS - FILTROS TABELA II Valores Calculados Avf (meia-banda) Taxa de Inclinação de Avf fc Valores Medidos 7,5 KHz TABELA III f 100 Hz 1 KHz 2 KHz 4 KHz 6 KHz 8 KHz 10 KHz 15 KHz 20 KHz TABELA IV Valores Calculados R’ R3 R4 C’ TABELA V Valores Calculados Avf (meia-banda) Taxa de inclinação de Avf fc vo 2,8 V pp Valores Utilizados Valores Medidos 500 Hz TABELA VI f 50 Hz 100 Hz 200 Hz 400 Hz 600 Hz 800 Hz 1 KHz 5 KHz 10 KHz vo 2,8 V pp Luis J. MAR.2008 pg.5 FICHA DE LABORATÓRIO AMPOPS - FILTROS TABELA VII Valores Calculados Avf (meia-banda) Taxa de inclinação de Avf fc inf fc sup Valores Medidos 500 Hz TABELA VIII f 50 Hz 100 Hz 200 Hz 400 Hz 600 Hz 800 Hz 1 KHz vo f 2 KHz 4 KHz 6 KHz 8 KHz 10 KHz 15 KHz 20 KHz vo 2,8 V pp Luis J. MAR.2008 pg.6