Aplicação de filtros na eletrônica

[densyy]

Olá, pessoal!

 

Estou no 3º ano da faculdade e o assunto dos filtros já veio a tona algumas vezes...

Porém, até agora tudo isso para mim ainda é muito abstrato.

Já li a teoria deles, o funcionamento, alguns cálculos... Mas ainda não vejo utilidade no mundo real

 

Filtros: Passa-Baixas, Passa-Altas, Passa-Faixa e Corta-Faixa

Quero saber de vocês se eles são muito utilizados hoje em dia e, se sim, alguns circuitos onde são

empregados. Quero saber também se existem alguns circuitos simples que eu possa fazer em casa?

 

Agradeço desde já!

[MOR_AL]

Antes de me aposentar, eu trabalhava em um centro de pesquisas. Minha área era eletrônica analógica e trabalhávamos sempre com novos projetos.

Naquela época costumava ser necessário o uso de filtros analógicos.

Hoje faço meus projetos, como hobby,  com microprocessadores (uP) simples.

Os filtros passaram a ser necessários na aquisição de sinais. Especificamente no estágio de "Condicionamento de Sinais". Neste estágio, ainda antes do sinal ser enviado para o uP, costuma ser necessário o emprego de algum tipo de filtro.

Hoje em dia, as partes mais contundentes dos filtros são implementadas dentro do uP, com o emprego de filtros digitais. Neste caso, deixa-se a Transformada de Laplace para a parte analógica e a Transformada Z para a parte digital. A grande vantagem de um determinado tipo de filtro digital sobre os analógicos é que os primeiros são Lineares e este tipo dos últimos são Não Lineares. Com isso pode-se implementar filtros com características em frequência sem alterarem-se a fase do sinal, o que muitas vezes é necessário.

O detalhe é que um degrau intermediário para se entender filtros digitais é se conhecer a Transformada de Laplace dos filtros analógicos.

Já, faz algum tempo, os filtros analógicos não são mais calculados. Há livros sobre filtros, que permitem você partir de uma determinada característica de atenuação com a frequência, seguir uma boa "receita de bolo" e chegar ao circuito com os valores dos componentes. Isso não dispensa o conhecimento da Transformada de Laplace, apenas reduz enormemente seus cálculos.

Mas aí há um problema.

Quanto mais complexo e contundente for o filtro, mais precisão será necessária para os valores dos componentes. Valores estes que quase sempre não são comerciais, exigindo associação série ou paralelo de componentes, para se chegar ao valor correto.

No que se refere aos resistores, já se pode obter alguma precisão, mas quanto aos capacitores isso quase sempre não é possível. Principalmente quando o filtro estiver submetido à temperatura ambiente.

Normalmente não se deve projetar filtros que exijam grande atenuação em pequena faixa de frequência. Tais filtros são deixados para aparelhos comerciais, cujo laboratório dispõe de equipamentos que permitem sua calibração.

Os filtros analógicos são usados também em PLLs e outros estágios em diversos equipamentos.

Circuitos simples de filtros são deixados para os casos de filtros de primeira ordem, ou de segunda ordem com as frequências dos polos e/ou zeros distantes, para que não haja interação apreciável entre eles. O uso de amplificadores operacionais é imprescindível, o que limita a frequência de utilização a algumas poucas centenas de kHz.

MOR_AL

[Henrique - RJ]

@MOR

 

Você trabalhava em algum centro de pesquisa de alguma multinacional estrangeira, certo ?

 

Centro de pesquisa nesta terra da mandioca ?

 

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[MOR_AL]

Pesquise por CEPEL, você vai se surpreender.

[aphawk]

@densyy ,

 

Hoje em dia, até os rádios utilizam todo o processo de sintonia / demodulação utilizando filtros digitais.

 

Veja esses produtos, que são utilizados em vários rádios comerciais :

 

http://www.silabs.com/products/audio/digital-radio/Pages/default.aspx

 

Eu já montei um receptor FM e um transmissor FM usando esses CI's e funcionam muito bem, simplificam demais obter resultados muito bons. Em 1978 eu montei o meu primeiro rádio FM mono, foi um parto fazer ele funcionar enrolando as bobinas e ajustando trimmers... e um ano depois fiz o decodificador estéreo, mas já usando o famoso Motorola MC1310. O rádio era grande, cheio de ajustes para funcionar bem. E hoje, tenho muito mais do que isso em um único CI, sem precisar de nada mais .....

 

No Fórum de Microcontroladores eu já publiquei um projeto de receptor FM Stereo / Amplificador de áudio, utilizado um CI TEA5767. Não precisei calcular nada de nada.....

 

Quem ainda está na área de desenvolvimento tem de saber fazer os filtros , pois sempre são necessários. Nunca se sabe quando você terá de implementar um .... Ou, como o @MOR comentou, pelo menos saber seguir as receitas de bolo !

 

Ainda hoje acho muito bom que um engenheiro tenha uma boa noção de filtros analógicos, mas saber bem os conceitos atuais de filtragem digital é extremamente necessário. Só espero que você tenha esse ensinamento na faculdade !

 

Paulo

 

 

 

 

 

 

[densyy]

Entendi! 

 

Então os filtros digitais estão tomando conta do mercado devido a facilidade, mas é sempre bom entender o funcionamento e os princípios dos filtros analógicos. Certo?

 

Acho q por aqui encerram-se minhas dúvidas.

Agradeço a todos que participaram!