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Filtros RC Ativos - Continuação
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11
FILTROS RC-ATIVOS
Generalidades
Filtros RC-ativos so constitudos de Amp-Ops, resistores e capacitores
+-
So de fcil projeto
Servem de fundamento para outras tcnicas mais adequadas para integrao
22
A tcnica de realizao de filtros RC-ativos pressupe que os
nicos componentes a serem utilizados so resistores
capacitores e amplificadores operacionais. Os coeficientes da
funo de transferncia so funes das constantes RC do
circuito.
O projeto do filtro (clculo dos componentes necessrios)
relativamente simples, por comparao da funo de
transfererncia do circuito e aquela obtida por aproximao.
Nestes clculos os Amp-Ops so supostos ideais.
Embora estes filtros no sejam adequados para integrao em
chips, uma vez que resistores requerem uma grande rea de
silcio para sua construo, os princpios desta tcnica servem
de base e de inspirao para outras tcnicas totalmente
integrveis.
Realizao de filtros RC-ativos
Cascata de biquads e redes bilineares
A funo de transferncia fatorada em sees de 2a e 1a ordem que so sintetizadas individualmente
Os indutores de uma rede passiva ladder LC so substitudos por redes com Amp-Ops, resistores e capacitores
Simulao de redes passivas ladder LC
33
Os mtodos mais conhecidos para a realizao de filtros RC-ativos so:
(i) Cascata de biquads: neste caso a funo de transferncia fatorada em sees de 2a ordem e eventualmente de 1a ordem (quando a ordem global mpar) e cada seo sintetizada individualmente; a simplicidade do projeto e o grau de modularidade so grandes, mas em compensao a sensibilidade em relao a variaes dos componentes significativa.
(ii) Simulao de redes passivas ladder LC: neste caso, uma a rede passiva deve ser sintetizada previamente e, ento, aplicado algum mtodo que permita suprimir os indutores, utilizando em seu lugar redes com Amp-Ops, resistores e capacitores; o projeto mais complexo, mas a baixa sensibilidade em relao s variaes dos componentes das redes passivas ladder LC duplamente terminadas parcialmente mantida.
Cascata de biquads e redes bilineares
012
21n
1nn
n
012
21m
1mm
m
bsbsb...sbsb
asasa...sasa)s(T
++++++++++++++++++++
++++++++++++++++++++====
(((( ))))(((( )))) (((( ))))(((( ))))(((( )))) (((( ))))p0212201112
z02122
01112
s...bsbsbsbs
s...asasasasK)s(T
++++++++++++++++
++++++++++++++++====
(((( ))))(((( ))))
(((( ))))
(((( ))))(((( ))))
(((( ))))
====
====
====
====
++++++++
++++++++
====j
1i
pi
2jn
1i
i0i12
k
1i
zi
2km
1i
i0i12
sasas
sasas
K)s(T
44
No mtodo de cascata de biquads e redes bilineares, pares de plos e zeros so agrupados formando funes de transferncia do segundo grau. Apesar do nome biquad(contrao de biquadrtico), as redes assim designadas contm obrigatoriamente dois plos finitos, mas no necessariamente dois zeros finitos (podendo ser de qualquer tipo de seletividade). Quanto s funes bilineares, em geral so utilizadas apenas quando a ordem da funo de transferncia global mpar.
SABs Single Amplifiers Biquads
SAB = realizao de um biquad utilizando um nico Amp-Op realimentado por uma rede RC de segunda ordem
Quanto ao tipo de realimentao:
SAB NFT
SAB PFT
55
Um biquad pode ser realizado atravs de uma rede contendo um nico Amp-Oprealimentado por uma rede RC de segunda ordem. Esta realimentao pode ser atravs do terminal inversor (topologia com realimentao negativa, ou NFT) ou atravs do terminal no inversor do Amp-Op (topologia com realimentao positiva, ou PFT) .
SAB NFT Negative Feedback Topology
A sada da rede RC de 2a ordem conectada ao terminal inversor do Amp-Op
-+
Rede RCde 2a ordem
a
b
c
+
Vi
-
+
Vo
-
66
SAB NFT Negative Feedback Topology
-+
Rede RCde 2a ordem
a
b
c
+
Vi
-
+
Vo
-
(((( ))))(((( ))))
(((( ))))sHsV
sVfb
0iVo
a ========
(((( ))))(((( ))))
(((( ))))sHsV
sVff
0oVi
a ========
(((( )))) (((( )))) (((( )))) (((( )))) (((( ))))sVsHsVsHsV ofbiffa ++++====
No SAB NFT, uma vez que a rede RC linear, o sinal na entrada inversora do Amp-Op a combinao das duas entradas desta rede (Vi e Vo) multiplicadas por diferentes ganhos.
Hff(s) a funo de transferncia direta e Hfb(s) a funo de transferncia em realimentao.
77
SAB NFT Negative Feedback Topology
-+
Rede RCde 2a ordem
a
b
c
+
Vi
-
+
Vo
-
(((( )))) (((( )))) (((( )))) (((( )))) (((( ))))sVsHsVsHsV ofbiffa ++++====
(((( )))) (((( )))) (((( )))) 0VVsVa ============ ++++(((( ))))(((( ))))
(((( ))))(((( ))))sHsH
sV
sV
fb
ff
i
o ====
Aplicando-se o princpio do curto-circuito virtual entre as entradas do Amp-Opoperando num regime linear, chega-se funo de transferncia global Vo(s)/Vi(s), que a simtrica da razo entre a funode transferncia direta e a funo de transferncia em realimentao.
88
SAB NFT Negative Feedback Topology
b
Rede RCde 2a ordem
a
c
(((( )))) (((( ))))(((( ))))(((( ))))(((( ))))sNsN
sV
sVsT
fb
ff
i
o ========
Mesma rede morta: plos iguais
(((( )))) (((( ))))(((( ))))sDsN
sHff
ffff ==== (((( ))))
(((( ))))(((( ))))sDsN
sHfb
fbfb ====
(((( )))) (((( ))))sDsD fbff ====
T(s) tem o mesmo tipo de seletividade que Hff(s)
Hff(s) e Hfb(s) so relativas a redes que tm a mesma rede morta (rede obtida ao se eliminar a excitao). Disto decorre que possuem os mesmos plos (modos naturais), que no dependem de onde e como aplicada a excitao. Assim, T(s) a simtrica da razo entre os numeradores de Hff(s) e Hfb(s). Como os zeros de T(s) so os zeros de Hff(s), ento as duas funes tm seletividade do mesmo tipo.
Para reconhecer a seletividade de um SAB, basta observar a seletividade da rede RC configurada para a determinao de Hff(s).
99
SAB PFT Positive Feedback Topology
A sada da rede RC de 2a ordem conectada ao terminal no inversor do Amp-Op, que tem uma realimentao do tipo seguidor
+-
Rede RCde 2a ordem
A
C
B
+
Vi
-
Vo
No SAB PFT, como a realimentao proporcionada pela rede RC de 2a ordem positiva, uma realimentao negativa requerida para que o sistema permanea estvel. Originalmente utilizada uma realimentao do tipo seguidor (sada diretamente conectada entrada inversora).
1010
SAB PFT Positive Feedback Topology
(((( ))))(((( ))))
(((( ))))sHsV
sVFB
0iVo
A ========
(((( ))))(((( ))))
(((( ))))sHsV
sVFF
0oVi
A ========
(((( )))) (((( )))) (((( )))) (((( )))) (((( ))))sVsHsVsHsV oFBiFFA ++++====
+-
Rede RCde 2a ordem
A
C
B
+
Vi
-
Vo
Como no SAB NFT, tambm no PFT, uma vez que a rede RC linear, o sinal na entrada inversora do Amp-Op a combinao das duas entradas desta rede (Vi e Vo) multiplicadas por diferentes ganhos.
HFF(s) a funo de transferncia direta e HFB(s) a funo de transferncia em realimentao. (So usados ndices em letras maisculas para diferenciar do SAB NFT).
1111
SAB PFT Positive Feedback Topology
+-
Rede RCde 2a ordem
A
C
B
+
Vi
-
Vo
(((( )))) (((( ))))sVsV oA ====(((( ))))(((( ))))
(((( ))))(((( ))))sH1sH
sV
sV
FB
FF
i
o
====
(((( )))) (((( )))) (((( )))) (((( )))) (((( ))))sVsHsVsHsV oFBiFFA ++++====
Neste caso, ao se aplicar o princpio do curto-circuito virtual, vlido para o Amp-Opideal, a tenso de sada da rede RC no nula, mas igual tenso de sada do Amp-Op: VA = V(+) = V(-) = Vo.
1212
SAB PFT Positive Feedback Topology
C
Rede RCde 2a ordem
A
B
(((( )))) (((( ))))(((( ))))(((( ))))
(((( )))) (((( ))))sNsDsN
sV
sVsT
FBFB
FF
i
o
========
Mesma rede morta: plos iguais
(((( )))) (((( ))))(((( ))))sDsN
sHFF
FFFF ==== (((( ))))
(((( ))))(((( ))))sDsN
sHFB
FBFB ====
(((( )))) (((( ))))sDsD FBFF ====
T(s) tem o mesmo tipo de seletividade que HFF(s)
Mais uma vez, as redes mortas correspondentes s funes HFF(s) e HFB(s) so iguais, o que implica que os plos destas duas funes so os mesmos. Assim, os zeros de T(s) coincidem com os zeros da rede RC configurada para a determinao de HFF(s), o que significa que T(s) e HFF(s) tm o mesmo tipo de seletividade.
1313
SABs NFT e PFT realizam os mesmos plos se suas redes RC forem complementares:
Complementarismo entre redes:
(((( )))) (((( ))))sH1sH fbFB ====
Redelinear
V1 V2
Redelinear
V1
V2
(((( )))) (((( )))) (((( ))))sVsHsV 12 ====(((( ))))(((( ))))
(((( ))))sHsV
sV
1
2 ====
(((( )))) (((( )))) (((( )))) (((( ))))[[[[ ]]]]sV0sHsVsV 112 ====
(((( )))) (((( ))))[[[[ ]]]] (((( ))))sVsH1sV 12 ==== (((( ))))(((( ))))
(((( ))))sH1sV
sV
1
2 ====
Os zeros e, portanto, a seletividade da funo de 2a ordem a ser realizada, dependem de como a excitao aplicada rede RC. Porm os plos so caractersticas da rede RC morta. Os SABs NFT e PFT podem realizar os mesmos plos se as redes RC utilizadas so complementares entre si, caso em que: HFB(s) = 1 Hfb(s).
Duas redes so complementares se uma obtida da outra pela permuta entre os terminais que esto conectados s fontes de excitao e os que esto aterrados.
1414
Duas redes so complementares se uma obtida da outra pelo intercmbio entre terminais conectados fonte de excitao e terra
Permutando-se os terminais da rede de 2a ordem conectados sada do Amp-Op e ao terra, obtm-se um SAB PFT que realiza os mesmos plos que um SAB NFT
+-
Rede RC A
C
B
+
Vi
-
Vo
-+
Rede RCa
b
c
+
Vi
-
Vo
Assim, podemos utilizar a mesma rede RC para gerar SABs NFT e PFT que realizam os mesmos plos, simplesmente permutando-se os terminais b (entrada na configurao que determina a funo de transferncia em realimentao) e c (terra).
1515
Variante de SAB PFT
+-
Rede RCde 2a ordem
A
C
B
+
Vi
-
Vo
RB = RA (k 1)RA
A
B
R
R1k ++++====
(((( )))) (((( )))) (((( ))))k
sV
RR
sVRsV o
BA
oAA ====++++
====
(((( ))))(((( ))))
(((( ))))(((( ))))
(((( ))))(((( )))) (((( ))))skNsD
skN
skH1
skH
sV
sV
FBFB
FF
FB
FF
i
o
====
====
(((( )))) (((( )))) (((( )))) (((( )))) (((( ))))sVsHsVsHsV oFBiFFA ++++====
A realimentao negativa do tipo seguidor utilizada no SAB PFT bastante forte. Ela pode ser enfraquecida em relao realimentao positiva pela rede RC, o que levar os plos para uma posio mais prxima do eixo imaginrio. Como conseqncia, sero aumentados o fator de qualidade dos plos e o ganho na banda de passagem.
Para enfraquecer a realimentao negativa, utiliza-se um divisor resistivo, de modo que a tenso na entrada inversora apenas uma frao da tenso de sada.
1616
Variante de SAB PFT
+-
Rede RCde 2a ordem
A
C
B
+
Vi
-
Vo
RB = RA (k 1)RA
(((( ))))(((( ))))
(((( ))))(((( )))) (((( ))))skNsD
skN
sV
sV
FBFB
FF
i
o
====
Plos com fator de qualidade mais altos
Ganho maior que 1 na banda de passagem
Deve-se ter cuidado ao dimensionar o parmetro k para no deslocar demasiadamente os plos, levando-os ao semiplano lateral direito, o que conduziria o sistema a um comportamento instvel. O filtro se transformaria num oscilador.
1717
I) Famlia Sallen-&-Key (SABs PFT)
Exemplos de SABs
+-
+-
R1 R2
C2
C1
R4 = R3 (k 1)R3
vi
vo
Passa-Baixas de Sallen-&-Key
Deve-se ter cuidado ao dimensionar o parmetro k para no deslocar demasiadamente os plos, levando-os ao semiplano lateral direito, o que conduziria o sistema a um comportamento instvel. O filtro se transformaria num oscilador.
1818
Passa-Baixas de Sallen-&-Key
+-
R1 R2
C2C1vi
va
Rede para determinao de HFF(s):
mesma seletividade de T(s)
0 capacitores em circuito aberto
Va(0) = Vi(0)
capacitores em curto circuito
Va 0
O comportamento assinttico da rede RC utilizada d uma indicao de sua seletividade, que corresponde tambm seletividade do SAB, como j constatado na teoria. Isto vale para qualquer SAB.
1919
Passa-Baixas de Sallen-&-Key
+-
+-
R1 R2
C2
C1
R4 = R3 (k 1)R3
vi
vo
(((( )))) (((( ))))
2121221211
2
2121
CCRR
1
CR
k1
CR
1
CR
1ss
CCRRksT
++++
++++++++++++
====
Passa-Baixas de Sallen-&-Key
+-
+-
R1 R2
C2
C1
R4 = R3 (k 1)R3
vi
vo
(((( )))) (((( ))))
(((( ))))2
1Qpara
Q4
11
kQjT
2
1Qparak0TjT
2
mx
mx
>>>>
====
2121
Passa-Altas de Sallen-&-Key
+-
+-
C1 C2
R2
R1
R4 = R3 (k 1)R3
vi
vo
Passa-Altas de Sallen-&-Key
Rede para determinao de HFF(s):
mesma seletividade de T(s)
0 capacitores em circuito aberto
Va Vi capacitores em curto circuito
Va (0) = 0
va
+-
C1 C2
R2R1vi
2222
(((( ))))
2121112212
2
2
CCRR
1
CR
k1
CR
1
CR
1ss
kssT
++++
++++++++++++
====
+-
+-
R1 R2
C2
C1
R4 = R3 (k 1)R3
vi
vo
Passa-Altas de Sallen-&-Key
Passa-Faixa de Sallen-&-Key
+-
+- C1
C2
R3
R2
R5 = R4 (k 1)R4
vi
vo
R1
2323
Passa-Faixa de Sallen-&-Key
+- C1
C2
R3R2vi
va
R1
Rede para determinao de HFF(s):
mesma seletividade de T(s)
0 C2 em circuito aberto
Va(0) 0 C1 em curto circuito
Va (0)= 0
Passa-Faixa de Sallen-&-Key
+-
+- C1
C2
R3
R2
R5 = R4 (k 1)R4
vi
vo
R1
(((( )))) (((( ))))
(((( )))) 21321121323112
11
CCRR//R
1
CR
k1
CR
1
CR
1
CR
1ss
CRsksT
++++
++++++++++++++++
====
2424
Passa-Faixa de Sallen-&-Key
(((( )))) (((( ))))
(((( )))) 21321121323112
11
CCRR//R
1
CR
k1
CR
1
CR
1
CR
1ss
CRsksT
++++
++++++++++++++++
====
(((( )))) (((( ))))
++++++++++++
====
12132311
11mx
CR
k1
CR
1
CR
1
CR
1
CRkjT
(((( )))) 213210 CCRR//R
1====
12132311
03 CR
k1
CR
1
CR
1
CR
1
QdB
++++++++++++====
====largura de faixa no corte em 3 dB
fcil demonstrar que na forma cannica de um passa-faixa qualquer de 2a ordem o ganho no meio da banda igual ao quociente do termo em s no numerador pelo termo em s no denominador.
fcil demonstrar tambm que o termo em s no denominador corresponde largura de faixa no corte em 3 dB, ou seja, a diferena entre as duas freqncias de corte em 3 dB.
2525
II) Passa-Faixa Bridged T (SAB NFT)
-++
-
R1
R2
C2
C1
vi
vo
O passa-faixa bridged T um SAB NFT tradicional.
Passa-Faixa Bridged T
+- C1
C2
R2vi
va
R1
Rede para determinao de HFF(s):
mesma seletividade de T(s)
0 C2 em circuito aberto
Va(0) 0 C1 em curto circuito
Va (0)= 0
2626
-++
-
R1
R2
C2
C1
vi
vo
(((( )))) (((( ))))
2121212
2
11
CCRR
1
C
1
C
1
R
1ss
CRssT
++++
++++++++
====
Passa-Faixa Bridged T
-++
-
R1
R2
C2
C1
vi
vo
2112
12
CCCC
RRQ
++++====
Passa-Faixa Bridged T
21210 CCRR
1====
(((( ))))21
2
1
2mx CC
C
R
RjT
++++====
++++====
1
2
22dB3 C
C1
CR
1
Q alto grande disperso das resistncias
2727
Pode-se perceber que para aumentar o fator de qualidade dos plos do SAB passa-faixa bridged T necessrio tornar R2 muito maior que R1, ou seja introduzir uma grande disperso nos valores das resistncias. Isto favorece um aumento da sensibilidade do circuito em relao a variaes dos parmetros fsicos, o que indesejvel.
III) Passa-Faixa de Delyiannis (SAB NFT com realimentao positiva)
-++
-
R1
R2
C2
C1
vi
vo
R4 = R3 (k 1)R3
2828
O passa-faixa de Delyiannis uma verso melhorada do SAB passa-faixa bridgedT. acrescentado uma realimentao positiva atravs de um divisor resistivo.
Passa-Faixa de Delyiannis
Realimentao positiva maior fator de qualidade
-++
-vi
vo
RB = RA (k 1)RA
Rede RC
va k
VV
RR
RV 00
AB
Aa ====++++====
(((( )))) (((( )))) (((( )))) (((( )))) (((( ))))sHsVsVsHk
sVfb0iff
0 ++++====(((( ))))(((( ))))
(((( ))))(((( ))))skH1skH
sV
sV
fb
ff
i
0
====
2929
Esta realimentao positiva contribui para aumentar o fator de qualidade dos plos, sem que seja necessrio o aumento da disperso entre os valores resistivos da rede RC.
A expresso da funo de transferncia do filtro fica muito semelhante ao da variante de SAB PFT (com realimentao negativa mais fraca que a do seguidor).
Passa-Faixa de Delyiannis
(((( )))) (((( ))))
(((( )))) 21211112222
11
CCRR
1
CR1k
1
CR
1
CR
1ss
CRs
1k
ksT
++++
++++++++
====
1
2
1
2
1
2
2
1
12
R
R
C
C
1k
1
C
C
C
C
RRQ
++++
====
k > 1 Q Delyiannis > Q Bridged T
3030
Pode-se perceber que o o aumento de k, que j superior unidade, leva reduo do mdulo da parte real dos plos, que ento se aproximam mais do eixo jw.
Note-se tambm que o fator de qualidade pode ser variado sem afetar a freqncia de ressonncia dos plos.
Biquads com Mltiplos Amp-Ops
Maior facilidade de projeto e ajuste de parmetros
Menor sensibilidade das caractersticas em relao aos parmetros fsicos
Maior nmero de Amp-Ops: maior rea e maior consumo de potncia
3131
Alternativamente ao uso dos SABs, a cascata de biquads pode ser implementada utilizando-se biquads realizados com mltiplos Amp-Ops.
Este tipo de realizao requer mais componentes, portanto o circuito resulta maior. Em compensao h uma maior flexibilidade no dimensionamento dos componentes, tornando o circuito mais fcil de ser projetado, e uma menor sensibilidade das caractersticas de desempenho do filtro em relao a parmetros fsicos, como os valores dos componentes.
K
+
s0
Blocos de ganho com ou seminverso
Somadores
Integradores
So constitudos de:
3232
Os biquads com mltiplos Amp-Ops so constitudos de:
(i) blocos integradores, responsveis pela dependncia da funo de transferncia em relao freqncia, que portanto devem ser em nmero igual a dois;
(ii) blocos de ganho, com ou sem inverso, que permitem ajustar os coeficientes;
(iii) blocos somadores; na prtica, um bloco somador-subtrator ponderado mais eficaz.
I) Biquad K-H-N (Kerwin-Huelsman-Newcomb)
KHNDiagrama de blocos:
s0+K0
1/Q
VPB
Vi
s0
-1
VPFVPA
3333
Existem tambm vrias arquiteturas de biquads com mltiplos Amp-Ops disponveis na literatura.
Uma das mais populares a K-H-N, onde dois integradores so cascateados e suas sadas so realimentadas para a entrada de um somador, por sua vez conectado entrada do primeiro integrador, a fim de gerar os plos.
As sadas podem ser das trs seletividades bsicas (passa-altas, passa-faixa e passa-baixas) na forma cannica de 2a ordem, sendo que cada uma delas tomada num ponto diferente do circuito
PBPF0
ioPA VVsVKV
++++====
PA0
PF VsV
==== i2
002
2o
PA Vs
Qs
sKV
++++
++++====
PA
20
PF0
PB VsV
sV
====
====
KHN
s0+K0
1/Q
VPB
Vi
s0
-1
VPFVPA
3434
PBPF0
ioPA VVsVKV
++++====
PA0
PF VsV
==== i2
002
2o
PA Vs
Qs
sKV
++++
++++====
PA
20
PF0
PB VsV
sV
====
====
i20
02
0oPF V
sQ
s
sKV
++++
++++
====
i20
02
20o
PB Vs
Qs
KV
++++
++++
====
Diagrama de blocos: KHN
s0+
KPA
K0
1/Q
VPB
Vi
s0
-1
KPF
VPFVPA Vo
KPB +
Biquad K-H-N geral
3535
Para ter um numerador geral, combinaes das trs sadas podem ser efetuadas atravs de um somador ponderado na sada do biquad.
Dependendo da forma desejada para o numerador podem-se somar as trs ou apenas duas das sadas. Por exemplo, para obter um rejeita-faixa na forma cannica, devem ser somadas as sadas passa-altas (numerador proporcional a s^2) e passa-baixas (numerador constante).
Implementao
-+
RF
VX
R1
R2
R3
V1
V2
V3
Diagrama de blocos:
V1
-K2
VX-K1 +
V2
V3-K3
Ki > 0
Circuito:
++++++++==== 3
F2
2
F1
1
Fx V3R
RV
R
RV
R
RV
SOMADOR INVERSOR PONDERADO
3636
Os blocos para realizao de soma e subtrao ponderadas, assim como para realizao da integrao, so blocos tradicionais com Amp-Ops.
Implementao
-+
RF
VX
R1
R2
R3
V1
V2
V3
Diagrama de blocos:
V1
K3
VX-K2 +V2
V3
K4
Ki > 0
Circuito:
22
F1
1
F4
4
33
4
4
21
Fx VR
RV
R
RV
R3R
RV
R3R
R
R//R
R1V
++++
++++++++
++++====
SOMADOR-SUBTRATOR PONDERADO
-K1
V4V4
R4
3737
s0VY VZ
Implementao
Circuito:
INTEGRADOR INVERSOR
Diagrama de blocos:
YZ VsRC
1V ====
C
VY -+ VZ
R
Implementao CIRCUITO COMPLETO
(((( ))))(((( ))))
(((( ))))211F
1
1F
32
22
2
PB
PA
PF
PA2
PA
2F
1
1F
32
3
I
O
RCR
Rs
R
R1
RR
R
RC
1s
RC
1
R
Rs
RC
1
R
Rs
R
R
R
R1
RR
R
sV
sV
++++
++++
++++++++
++++
++++
++++
====
0
8 10
0
1
6
5
7
2
3
9
11
R2
R3
RF2
R1C
C
RR
VPAVPF VPB
VIN
RPA
RPF
RPB
VO
RF1
3838
Finalmente, o circuito completo requer 4 Amp-Ops: dois para os integradores e dois para os somadores na entrada e na sada.
Se se desejar apenas um biquad passa-baixas, passa-altas ou passa-faixa, o ltimo somador pode ser dispensado.
0
8
0 3
7
9
1
10
11
2
6
0R2
R3
RF2
R1
C C
R4R
VPF-VPB
VIN
RPA
RPF
RPBVO
R4
VPB
II) Biquad de Tow-Thomas
(((( ))))(((( ))))
213
2
22PB
PA
12PF
PA
3
2
PA
2F
I
O
RCR
1s
CR
1s
C
1
RR
1
R
R
RR
1
C
s
R
1
R
R
R
1s
R
R
sV
sV
++++++++
++++
++++
====
3939
O biquad de Tow-Thomas segue uma filosofia semelhante ao biquad de K-H-N, porm ele realiza o somatrio na entrada de um dos integradores. Isto deveria poupar um Amp-Op caso no fosse requerido um amplificador inversor na sada do segundo integrador para realiment-la corretamente, a fim de que os sinais dos coeficientes no denominador fiquem iguais.
A disponibilidade das sadas simtricas Vpb e Vpbpermite uma maior flexibilidade na gerao do numerador.
Note-se que o termo em s^2 do numerador obtido pela adio do sinal de entrada no ltimo somador, uma vez que o biquad de Tow-Thomas no apresenta sada passa-altas individual.
II) Biquad com Feed-Forward
0
6
0
2
7 8
0
1
3
4
R2
R
R1
CC
R5
VIN
RS3
VOR4
RS2
RS1
(((( ))))(((( ))))
214
5
2
2
23S14
2S
41S
2S
2
2
2S
5
I
O
RCRR
Rs
CR
1s
CRRR
R
C
s
RR
R
R
1s
R
R
sV
sV
++++++++
++++
++++
====
4040
No biquad com feed-forward o sinal de entrada somado na entrada dos dois integradores e de um somador intermedirio.
No muito verstil pois s disponibiliza uma sada (geral), porm s utiliza trs Amp-Ops.
Referncias
Van Valkengurg, Analog Filter Design, Oxford, New York
Sedra, Adel & Smith, Kenneth, MicroelectronicCircuits, Oxford University Press, New York
Noceti-Filho, Sidnei, Filtros Seletores de Sinais,Editora da UFSC, Florianpolis, 2003.
Daryanani, Gobind, Principles of Active Network Synthesis and Design, John Wiley & Sons, New York.