Filtro digital universal. Esquema, descrição

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Filtro digital universal. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Não é tão difícil montar um filtro digital que forneça passagem de graves ou agudos e passagem de banda ou entalhe. Tudo isso é obtido por uma simples combinação de portas lógicas, flip-flops e inversores. Como esse circuito é pulsado, ele fornece uma filtragem quase perfeita do sinal de onda quadrada.

Filtro digital universal

A frequência de corte do filtro passa-baixa ou passa-alta (A) (veja a figura) é determinada pelos valores de R1 e C1. Os mesmos componentes definem a duração do pulso t do disparo único, que é igual a metade do período To da frequência de corte:

A primeira borda positiva da tensão de onda quadrada de entrada aciona o one-shot. O pulso vibratório único abre o portão G1 e impõe uma proibição ao portão C2.

Se a frequência da onda quadrada for maior que fo, a porta G1 fornece um pulso de saída que inverte os flip-flops FF1 e FF2. A tensão de saída do flip-flop FF1 abre a válvula G3 e o sinal de entrada pode passar para a saída do circuito. Durante este tempo, a válvula G2 permanece fechada.

Quando a frequência de entrada cai abaixo de fo, a porta G1 é fechada e a porta G2 é aberta e o sinal de sua saída reinicializa o flip-flop FF1. Isso fecha G2 e interrompe a passagem de uma tensão retangular para a saída do circuito.

O gatilho FF2 evita que o gatilho FF1 dispare incorretamente em altas frequências. Este gatilho é reiniciado no início do pulso de um disparo.

Uma pequena mudança no circuito transforma o filtro passa-alta em um filtro passa-baixa. Para isso, basta ligar o inversor entre a saída FF1 e a entrada G3. A frequência de corte permanece a mesma.

Um filtro digital passa-faixa (B) pode ser obtido aplicando o sinal de entrada e os sinais das saídas do filtro passa-baixa e do filtro passa-alta a uma porta AND de três entradas. o filtro passa-baixa f1 deve ser maior que a frequência de corte do filtro passa-alta f2.

Um filtro bandstop (C) pode ser obtido de maneira semelhante: as saídas dos filtros passa-baixa e passa-alta devem ser conectadas à porta NAND, e a porta AND de duas entradas deve ser ligada na saída do Neste caso, a frequência de corte do filtro passa-baixa f1 ainda deve ser maior que a frequência de corte do filtro passa-alta f2.

Esses filtros digitais podem processar quaisquer sinais periódicos, desde que estes tenham sido pré-formados em uma tensão retangular suficiente para acionar os circuitos lógicos de amplitude. A faixa de frequência de cada filtro é limitada apenas pela frequência de disparo única permitida e pela velocidade dos circuitos lógicos.

O IC multivibrador de meia onda motorola MC790R usado no circuito do filtro principal opera normalmente com um grande ciclo de trabalho e, após a partida, produz um pulso de duração estritamente constante. Outros componentes do circuito são os ICs de porta de duas entradas MC9713P, o flip-flop MC790 RS e o circuito MC789P (todos os circuitos da Motorola) contendo seis inversores. Para resistência R1 e capacitância C1, é possível uma ampla escolha de valores dependendo da velocidade dos circuitos lógicos e do fator de qualidade do capacitor.

Autor: N. McKinley, Hollyburton Research Center (Duncan, Oklahoma); Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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