Aplicação prática de amplificadores operacionais. Parte dois. Esquema, descrição

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Aplicação prática de amplificadores operacionais. Parte dois. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Assim, na primeira parte, consideramos os circuitos para ligar o op-amp como amplificadores, nesta parte consideraremos a inclusão do op-amp como filtros.

Filtro passa-alto (HPF, High-Pass - tanto faz)

É necessário cortar um sinal cuja frequência esteja abaixo de um determinado limite, que, aliás, é chamado de frequência de corte.

O HPF mais simples se parece com isso:

Aplicação prática de amplificadores operacionais. HPF

O primeiro circuito com inclusão não inversora do amplificador operacional, o segundo - com inversor.

Este é um filtro de primeira ordem com atenuação de um sinal desnecessário - uma inclinação - 6dB por oitava. Você pode determinar a frequência de corte calculando a reatância do capacitor. Quando se tornar igual à resistência do resistor conectado em série com o capacitor, será exatamente isso.

A fórmula é:

Aplicação prática de amplificadores operacionais. Fórmula

Onde F é a frequência em Hertz, C é a capacitância em Farads, Ec é a resistência em Ohms.

Se a inclinação do filtro de primeira ordem parecer insuficiente, você pode corrigir o filtro de segunda ordem - com uma inclinação de 12 dB por oitava, conforme mostrado na figura.

Aplicação prática de amplificadores operacionais. HPF

Este é o chamado filtro Butterworth. Chamado assim, aparentemente, em homenagem ao cara que o inventou.

Para calcular sua frequência de corte, você pode usar as seguintes relações:

R1=R2; С1=2С2;

Aplicação prática de amplificadores operacionais. Fórmula

Ao escolher os resistores, deve-se levar em consideração que seus valores devem estar na faixa de 10 a 100 kOhm, pois a resistência de saída do filtro aumenta com a frequência e, se os valores dos resistores ultrapassarem o acima dos limites, isso pode afetar o funcionamento do filtro. Negativamente, é claro - caso contrário, por que avisar?

Filtro passa-baixo (LPF, Low-Pass - tanto faz)

A operação deste filtro é diretamente oposta à anterior - corta o sinal, cuja frequência é maior que a frequência de corte. Em princípio, tudo é igual ao caso anterior, só que o capacitor não está conectado em série com o resistor, mas em paralelo com ele.

Aplicação prática de amplificadores operacionais. LPF

O primeiro circuito é uma inclusão não inversora, o segundo é uma inclusão inversora. A frequência de corte é calculada exatamente da mesma forma que no caso do HPF.

Bem, o circuito do filtro de segunda ordem é o mesmo cidadão de Butterworth.

Aplicação prática de amplificadores operacionais. LPF

Novamente - tudo é considerado exatamente igual ao descrito acima.

Filtro passa-banda (passagem de banda)

Um filtro passa-banda é usado quando é necessário isolar uma determinada faixa de frequência de todo o espectro. Por exemplo, em analisadores de espectro ou algo assim.

Aplicação prática de amplificadores operacionais. filtro passa banda

Não darei as fórmulas de cálculo aqui - elas são pesadas. Para calcular o filtro passa-banda, aconselho você a usar o maravilhoso programa - Filter Wiz Pro da Schematica Software. No entanto, também pode ser usado para calcular quaisquer outros filtros.

Plug filtro (Filtro de entalhe)

Se você precisa atenuar (quase a zero) alguma frequência selecionada, esse filtro é ideal para você.

Aplicação prática de amplificadores operacionais. Plug filtro

A fórmula de cálculo é esta:

Aplicação prática de amplificadores operacionais. Fórmula

onde R=R3=R4, C=C1=C2;

Ao construir esse filtro, a precisão das classificações dos componentes é muito importante - o grau de "matar" a frequência selecionada depende disso. Portanto, ao usar resistores e capacitores com tolerância de 1%, você pode obter uma atenuação de frequência de até 45dB, embora, teoricamente, você possa atingir 60dB. Por exemplo, se você deseja atingir a frequência odiada de 50 Hz, adotamos os seguintes valores: R1=R2=10kOhm, R3=R4=68kOhm, C1=C2=47nF.

Bujão do filtro com ponte em T dupla

Aplicação prática de amplificadores operacionais. Ponte T Dupla

Usando este filtro, você pode não apenas atenuar a frequência selecionada, mas também ajustar o grau de sua atenuação com um resistor variável R4. A fórmula de cálculo das denominações é a mesma do caso anterior.

Publicação: radiokot.ru

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