Calculadora de Filtro Passa-Banda (ou Passa-Faixa)
Filtro Passa-Banda Pasivo
Esta página contém 3 circuitos de filtro passa-banda (também chamado filtro passa-faixa).
O primeiro circuito de filtro passa-banda é para um filtro passivo composto apenas de resistores e capacitores.
O segundo circuito de filtro passa-banda é para um filtro passa-banda ativo composto de um amplificador operacional que fornece uma saída invertida amplificada. Isso significa que o sinal de saída está 180 graus fora de fase com o sinal de entrada.
O terceiro circuito de filtro passa-banda é para um filtro passa-banda ativo composto de um amplificador operacional que fornece uma saída amplificada não inversora. Isso significa que o sinal de saída está exatamente em fase com o sinal de entrada.
Portanto, no primeiro circuito de filtro passa-banda, mostrado acima, que mostra um filtro passa-banda passivo composto de 2 resistores e 2 capacitores.
Um filtro passa-banda passivo é um filtro passa-banda que não requer energia e não fornece amplificação do sinal de entrada.
Em contraste, um filtro passa-faixa ativo é um filtro passa-faixa que requer energia e amplifica o sinal de entrada.
O filtro passa-banda passivo, mostrado acima, é primeiro composto por um filtro passa-alta mostrado pelo resistor R1 e pelo capacitor R2.
O filtro de alta freqüência forma a baixa frequência de corte.
O que o filtro de alta freqüência faz é que ele passa por todas as freqüências acima do ponto de frequência de corte baixo.
A fórmula para calcular a baixa frequência de corte é, frequência= 1/2πR1C1
A próxima parte do circuito é o filtro passa-baixa.
O filtro passa-baixa forma a alta frequência de corte.
O que o filtro passa-baixa faz é passar todas as frequências abaixo do ponto de frequência de corte alto.
O filtro passa-baixa passa por todas as freqüências abaixo do ponto de alta frequência de corte.
A fórmula para calcular a alta frequência de corte é, frequência= 1/2πR2C2
Todas as frequências entre estes 2 pontos de frequência de corte formam o passa-banda do circuito. O passa-banda são as frequências que são transmitidas para a saída sem muita atenuação. Todas as outras freqüências fora das freqüências de corte são muito atenuadas. Quanto mais a frequência é da passa-banda, mais ela atenua.
Portanto, por exemplo, se o ponto de frequência de corte baixo for de 1 KHz e o ponto de frequência de corte alto for de 10KHz, a banda passante será de 1KHz a 10KHz. Essas freqüências passam sem muita atenuação. As frequências fora da passa-banda são muito atenuadas, por exemplo, aquelas que estão abaixo da frequência de corte baixa, por exemplo 500Hz, ou acima da alta frequência de corte, por exemplo, 20KHz.
Portanto, para usar a calculadora passiva do filtro passa-banda, tudo o que você precisa inserir é o ponto de frequência de corte baixo, ou a freqüência mínima que você deseja passar, e o ponto de frequência de corte alto ou a freqüência máxima desejado. A calculadora calculará então os valores do resistor R1, capacitor C1, resistor R2 e capacitor C2.
A calculadora permite que você especifique se a frequência
está em hertz, kilohertz ou megahertz para cada uma das freqüências de corte.
Filtro Passa-Banda Ativo Com Um Inversor de Amplificador Operacional
Esta calculadora é uma calculadora de um filtro passa-banda ativo com um amplificador inversor operacional.
A saída é o sinal de entrada invertido, o que significa que o sinal de entrada e o sinal de saída estão fora de fase de 180 graus. Quando um está ligado, o outro está desligado.
Este filtro passa-banda ativo é primeiro composto por um filtro passa-alta que é composto pelo resistor R1 e pelo capacitor C1.
O resistor R1 e o capacitor C1 definem a frequência de corte baixa para o filtro passa-banda.
Todas as frequências acima deste ponto de frequência de corte são passadas para a saída.
A fórmula para calcular a baixa frequência de corte é, frequência= 1/2πR1C1
A segunda parte do circuito é composta pelo resistor R2 e pelo capacitor C2, que forma o filtro passa-baixa.
O resistor R2 e o capacitor C2 definem a alta frequência de corte para o filtro passa-banda.
Todas as freqüências abaixo desses pontos de frequência de corte são passadas para a saída.
A fórmula para calcular a alta frequência de corte é, frequência= 1/2πR2C2
Portanto, todas as freqüências entre a baixa frequência de corte e a alta frequência de corte são a passa-banda do circuito.
O ganho do circuito é determinado pela fórmula, ganho, (AV)= -R2/R1. Então, por exemplo, para ter um ganho de 10, R2 deve ser 10 vezes o valor de R1.
Portanto, para usar essa calculadora, o usuário deve especificar a frequência de corte baixa, a frequência de corte alta e o ganho do circuito. A calculadora calculará então os valores da resistência R1, capacitor C1, resistor R2 e capacitor C2.
Uma regra importante a ter em mente para esta calculadora, se você estiver usando um amplificador operacional específico, é que você deve considerar a especificação do amplificador operacional quando o circuito é construído.
As duas especificações do amplificador operacional que devem ser consideradas são a tensão CC máxima que pode ser fornecida aos trilhos de alimentação do amplificador operacional e a velocidade de rotação do amplificador operacional.
Primeiro, você deve saber a tensão máxima de CC que o operador pode manipular nos pinos de alimentação. Isso nos permitirá conhecer a tensão máxima que a tensão CA pode oscilar de pico a pico. Se, por exemplo, a tensão CC máxima que o amplificador operacional puder suportar for de ± 18V, isso significa que a tensão CA máxima que o amplificador operacional pode produzir é de 36 volts pico a pico, ou pico de 18V. A tensão AC pode ir tão alto quanto o trilho DC. Portanto, se alimentarmos +18V em V+ e -18V em V-, a voltagem AC pode oscilar até + 18V e tão baixa quanto -18V, o que é 36 volts pico a pico. Portanto, a tensão CC máxima mostra a tensão CA máxima que pode ser exibida. Se a tensão AC for maior que a do barramento CC, haverá cortes e distorções no sinal de saída.
O outro fator é a velocidade de rotação do amplificador operacional. A velocidade de rotação do amplificador operacional é a velocidade com a qual o amplificador operacional pode produzir tensão de saída para uma dada unidade de tempo. Se a tensão for muito grande para uma dada freqüência, o amplificador operacional pode não ser capaz de se manter e produzirá distorções. A velocidade de rotação do amplificador operacional permite calcular a quantidade de tensão que o amplificador operacional pode emitir para uma determinada frequência.
As velocidades de rotação variam muito de um amplificador operacional para um amplificador operacional. O amplificador operacional LM741 possui uma velocidade de rotação de 0,5V/μS. Amplificadores operacionais de alta velocidade podem ter velocidades de rotação de até 6000V/μS.
Você pode calcular se o amplificador operacional pode lidar com uma determinada voltagem em uma certa freqüência pela fórmula, velocidade de rotação= 2πfV. A melhor maneira de fazer isso é converter a velocidade de rotação de volts por microssegundo para volts por segundo. Faça isso dividindo a tensão em 0,000001 (um microssegundo). Usando a velocidade de rotação do LM741 de 0,5V/µS, isso seria 500.000V/s. Então nós cobrimos isso na fórmula para a velocidade de rotação, velocidade de rotação = 2πfV= 500.000= 2(3,14)f(10V)= 7961Hz. Assim, o amplificador operacional pode produzir 10V a uma frequência máxima de 7961Hz. Qualquer freqüência acima disso em 10V e o amplificador operacional não será capaz de acompanhar a tensão de saída. A frequência seria muito rápida para essa voltagem. Portanto, o amplificador operacional não seria capaz de emitir essa amplitude de tensão a essa velocidade (frequência). Portanto, a taxa de abate deve ser considerada definitivamente ao criar este circuito.
Se você estiver usando freqüências relativamente altas, precisará de um amplificador operacional de alta velocidade.
Filtro Passa-Banda Ativo Com Um Amplificador Operacional Não Inversor
Esta calculadora é para um filtro passa-banda ativo com um amplificador não inversor.
Este filtro passa-banda com um amplificador operacional produz um sinal não reverso na saída. Isso significa que o sinal de saída está exatamente em fase com o sinal de entrada.
A primeira parte deste circuito composto pelo resistor R1 e o capacitor C1 compõem o filtro passa-alta.
O filtro de alta freqüência forma o ponto de frequência de corte baixo no circuito.
Todas as freqüências acima deste ponto de corte são passadas para a saída.
A fórmula para calcular a baixa frequência de corte é, frequência= 1/2πR1C1
O resistor R2 e o capacitor C2 formam o filtro passa-baixa.
O filtro passa-baixa forma o ponto de corte de alta frequência no circuito.
Todas as freqüências abaixo deste ponto de corte são passadas para a saída.
A fórmula para calcular a alta frequência de corte é, frequência= 1/2πR2C2
A resistência R3 e a resistência R4 determinam o ganho do circuito. O ganho do circuito é determinado pela fórmula, o ganho, (AV)= 1+ R4/R3.
ara esta calculadora, o usuário só precisa inserir a frequência de corte baixa, a frequência de corte alta e o ganho desejado. A calculadora calculará então o resistor R1, o capacitor C1, o resistor R2, o capacitor C2, o resistor R3 e o resistor R4.
Tal como acontece com o outro circuito de filtro passa-banda com um amplificador operacional,
as especificações do amplificador operacional devem ser consideradas.
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