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Filtros passivos para RF

Captulo 4:

Prof. Alan Petrnio PinheiroUniversidade Federal de Uberlndia

Faculdade de Engenharia Eltrica

alanpetronio@ufu.br

Cir. Eletrnica Aplica.

Ativos x passivos x Digitais Passa-baixas, passa-altas, passa-bandas, rejeita-banda

Associao de filtros em srie

Circuitos

2

Introduo

1

2

Captulo 4:

Filtros passivos RF

Filtros

Passivos

Projeto Butterworth

Projeto Chebyshev

Projeto Bessel

Transformao passa-alta

Transformao passa-banda

Transformao rejeita-banda

Referncias para estudo

Cir. Eletrnica Aplica.

Nmero de picos = N -1 N= nmero elementos reativos

Projeto de filtros normalizados

Tipos: Butterworth; Chebyshev e Bessel

3

Butterworth: sem ripple, Q mdio

Chebyshev: apresenta ripple e melhor atenuao

Bessel: pior atenuao, mas linearidade em atraso de fase

Captulo 4:

Filtros passivos RF

Filtros

Passivos

Projeto Butterworth

Projeto Chebyshev

Projeto Bessel

Transformao passa-alta

Transformao passa-banda

Transformao rejeita-banda

Referncias para estudo

Cir. Eletrnica Aplica. Reposta filtro:

PASSO 1: encontrar n filtro segundo tabela de caractersticas de

atenuao

Normalizar tudo!

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Projeto filtro Butterworth

fc = frequncia de corte

f = frequncia referncia

Obs.: considera-se um RL=1 ohm

Captulo 4:

Filtros passivos RF

Filtros

Passivos

Projeto Butterworth

Projeto Chebyshev

Projeto Bessel

Transformao passa-alta

Transformao passa-banda

Transformao rejeita-banda

Referncias para estudo

Cir. Eletrnica Aplica. PASSO 2: usando a tabela valores Butterworth, encontrar C e L normalizados

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Captulo 4:

Filtros passivos RF

Filtros

Passivos

Projeto Butterworth

Projeto Chebyshev

Projeto Bessel

Transformao passa-alta

Transformao passa-banda

Transformao rejeita-banda

Referncias para estudo

Cir. Eletrnica Aplica. Passo 3: desenhar o circuito

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Circuito usando a relao RL/RsCircuito usando a relao Rs/RL

n=4

n=7

Captulo 4:

Filtros passivos RF

Filtros

Passivos

Projeto Butterworth

Projeto Chebyshev

Projeto Bessel

Transformao passa-alta

Transformao passa-banda

Transformao rejeita-banda

Referncias para estudo

Cir. Eletrnica Aplica.

Passo 4: escalonar impedncia e frequncia As tabelas levam em conta w=1 (f=0,159Hz) e RL=1 ohm

Aplicar as frmulas:

2

2

Onde:

C= valor final de capacitncia;

L= valor final de indutncia ;

Cn=valor encontrado na tabela de capacitncia;

Ln valor encontrado na tabela de indutncia;

R=resistor de carga;

fc= frequncia de corte

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Captulo 4:

Filtros passivos RF

Filtros

Passivos

Projeto Butterworth

Projeto Chebyshev

Projeto Bessel

Transformao passa-alta

Transformao passa-banda

Transformao rejeita-banda

Referncias para estudo

Cir. Eletrnica Aplica.Exemplo: projete um filtro passa-baixas tal que:

fc=35MHz

atenuao seja de pelo menos 60dB aps 105MHz

Rs=50 e RL=500 ohms

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Captulo 4:

Filtros passivos RF

Filtros

Passivos

Projeto Butterworth

Projeto Chebyshev

Projeto Bessel

Transformao passa-alta

Transformao passa-banda

Transformao rejeita-banda

Referncias para estudo

Cir. Eletrnica Aplica.

Resposta do filtro Alto Q (tem ripple)

Transio atenua 10dB a mais que Butterworth

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Projeto filtro Chebyshev

Captulo 4:

Filtros passivos RF

Filtros

Passivos

Projeto Butterworth

Projeto Chebyshev

Projeto Bessel

Transformao passa-alta

Transformao passa-banda

Transformao rejeita-banda

Referncias para estudo

Cir. Eletrnica Aplica. Caractersticas de atenuao do Chebyshev:

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Ripple 0.01dB Ripple 0.1dB

Ripple 0.5dB Ripple 1dB

Captulo 4:

Filtros passivos RF

Filtros

Passivos

Projeto Butterworth

Projeto Chebyshev

Projeto Bessel

Transformao passa-alta

Transformao passa-banda

Transformao rejeita-banda

Referncias para estudo

Cir. Eletrnica Aplica.

11

Tabela valores Chebyshev 0.01dB ripple

Captulo 4:

Filtros passivos RF

Filtros

Passivos

Projeto Butterworth

Projeto Chebyshev

Projeto Bessel

Transformao passa-alta

Transformao passa-banda

Transformao rejeita-banda

Referncias para estudo

Cir. Eletrnica Aplica.

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Tabela valores Chebyshev 0.1dB ripple

Captulo 4:

Filtros passivos RF

Filtros

Passivos

Projeto Butterworth

Projeto Chebyshev

Projeto Bessel

Transformao passa-alta

Transformao passa-banda

Transformao rejeita-banda

Referncias para estudo

Cir. Eletrnica Aplica.

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Tabela valores Chebyshev 0.5dB ripple

Captulo 4:

Filtros passivos RF

Filtros

Passivos

Projeto Butterworth

Projeto Chebyshev

Projeto Bessel

Transformao passa-alta

Transformao passa-banda

Transformao rejeita-banda

Referncias para estudo

Cir. Eletrnica Aplica.

14

Tabela valores Chebyshev 1dB ripple

Captulo 4:

Filtros passivos RF

Filtros

Passivos

Projeto Butterworth

Projeto Chebyshev

Projeto Bessel

Transformao passa-alta

Transformao passa-banda

Transformao rejeita-banda

Referncias para estudo

Cir. Eletrnica Aplica.Exemplo: projete um filtro passa-baixas Chebyshev tal que:

fc=35MHz

atenuao seja de pelo menos 60dB aps 105MHz

Rs=50 e RL=500 ohms

ripple mximo de 0.5dB

Ainda, observe que este enunciado igual ao exemplo anterior.

15

Captulo 4:

Filtros passivos RF

Filtros

Passivos

Projeto Butterworth

Projeto Chebyshev

Projeto Bessel

Transformao passa-alta

Transformao passa-banda

Transformao rejeita-banda

Referncias para estudo

Cir. Eletrnica Aplica. Atenuao pobre, mas linearidade de fase boa

3

Curva caracterstica:

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Projeto filtro Bessel

Captulo 4:

Filtros passivos RF

Filtros

Passivos

Projeto Butterworth

Projeto Chebyshev

Projeto Bessel

Transformao passa-alta

Transformao passa-banda

Transformao rejeita-banda

Referncias para estudo

Cir. Eletrnica Aplica. Tabelas Bessel:

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Captulo 4:

Filtros passivos RF

Filtros

Passivos

Projeto Butterworth

Projeto Chebyshev

Projeto Bessel

Transformao passa-alta

Transformao passa-banda

Transformao rejeita-banda

Referncias para estudo

Cir. Eletrnica Aplica.

Inverte elementos e valores.

Exemplo:

Indutor vira capacitor e vice-versa

Nova relao normalizao:

C2=1/L2 e L1=1/C1

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Transformao passa-alta

Captulo 4:

Filtros passivos RF

Filtros

Passivos

Projeto Butterworth

Projeto Chebyshev

Projeto Bessel

Transformao passa-alta

Transformao passa-banda

Transformao rejeita-banda

Referncias para estudo

Cir. Eletrnica Aplica.

Geralmente expresso em larguras de banda Simetria (se em escala log)

Relao das bandas :

!" 1

Estimativa frequncia central:

# $%

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Passa-banda

Captulo 4:

Filtros passivos RF

Filtros

Passivos

Projeto Butterworth

Projeto Chebyshev

Projeto Bessel

Transformao passa-alta

Transformao passa-banda

Transformao rejeita-banda

Referncias para estudo

Cir. Eletrnica Aplica. Converso circuitos:

Escalonar impedncia e frequncia:

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Passa-baixas Passa-banda

2

2

2

2Elementos em paralelo Elementos em srie

Captulo 4:

Filtros passivos RF

Filtros

Passivos

Projeto Butterworth

Projeto Chebyshev

Projeto Bessel

Transformao passa-alta

Transformao passa-banda

Transformao rejeita-banda

Referncias para estudo

Cir. Eletrnica Aplica.

Exemplo: projete um filtro passa-faixas com os

requerimentos: f0=75MHz

Ripple passagem=1dB

BW3dB=7MHz

BW45dB=35MHz

Rs=50 ohm

RL=100 ohm

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Captulo 4:

Filtros passivos RF

Filtros

Passivos

Projeto Butterworth

Projeto Chebyshev

Projeto Bessel

Transformao passa-alta

Transformao passa-banda

Transformao rejeita-banda

Referncias para estudo

Cir. Eletrnica Aplica. Procedimento similar ao passa-banda com a alterao:

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