Um filtro pode ser definido com referência a vários campos, como química, óptica, engenharia, modelagem de turbulência, engenharia, computação, filosofia e processamento de sinal. Vamos considerar os filtros de processamento de sinal, o filtro pode ser definido como um dispositivo usado para remover parte ou partes desnecessárias do sinal. Essa remoção de partes desnecessárias do sinal é chamada de processo de filtragem. Esses filtros de processamento de sinal são classificados em vários tipos, como filtros eletronicos , filtros digitais e filtros analógicos.
Filtros Analógicos
O filtro analógico é normalmente usado em eletrônica e é considerado um bloco de construção básico do processamento de sinal. Esses filtros analógicos são usados para separar os sinais de áudio antes de aplicá-los aos alto-falantes. Separar e combinar várias conversas telefônicas em um único canal pode ser feito usando filtros analógicos. Para selecionar uma estação de rádio particular do receptor de rádio rejeitando todos os outros canais pode ser feito usando filtros analógicos.
Os sinais que variam continuamente (sinais analógicos) podem ser operados usando filtros analógicos eletrônicos lineares passivos que são compostos de elementos passivos, como resistores, capacitores e indutores. Esses filtros analógicos são freqüentemente usados para permitir componentes de frequência específicos, rejeitando outros sinais de tempo analógico ou contínuo.
Tipos de filtros analógicos
Os filtros analógicos lineares podem ser listados como filtros de síntese de rede, filtros de impedância de imagem e filtros simples. Os filtros de síntese de rede são novamente classificados como filtro Butterworth, filtro Chebyshev, filtro elíptico ou filtro Cauer, filtro Bessel, filtro gaussiano, filtro 'L' ótimo (Legendre) e filtro Linkwithz-Riley. Os filtros de impedância de imagem são ainda classificados como filtro Constant k, filtro derivado de m, filtros de imagem geral, rede Zobel, filtro de rede, equalizador de retardo T em ponte, filtro de imagem composto e filtro do tipo mm. O filtro RC, o filtro RL, o filtro LC e o filtro RLC são chamados de filtros simples.
Design de filtro analógico
O design do filtro analógico inclui funções de transferência de filtro analógico, pólos e zeros de filtros analógicos, resposta de frequência de filtros analógicos, resposta de saída e diferentes tipos de filtros analógicos. Os métodos de filtro de projeto de filtro analógico são classificados como Butterworth, Chebyshev e modelos de filtro elíptico com base na função de transferência com ordem 'n'.
Filtro Butterworth
Projeto de filtro Butterworth
O Butterworth ou filtro de magnitude máxima plana tem uma resposta de frequência plana (matematicamente tanto quanto possível). A 'parede de tijolos' do filtro passa-baixo analógico (Butterworth), que pode ser definida como aproximações padrão para várias ordens de filtro, são mostradas na figura abaixo (incluindo a resposta de frequência ideal).
Resposta de frequência ideal do filtro Butterworth
Se aumentarmos a ordem do filtro Butterworth, os estágios em cascata do filtro Butterworth também aumentam. Assim, como mostrado na figura acima, a resposta do filtro e da parede de tijolos fica mais próxima. Geralmente, os filtros analógicos lineares são realizados usando várias topologias, o filtro Butterworth pode ser realizado usando topologia de Cauer ou topologia de chave de Sallen.
Filtro Chebyshev
Os filtros Chebysev têm o nome de Pafnufy Chebyshev, que derivou os cálculos matemáticos de Filtros Chebyshev . O erro entre a característica do filtro idealizado e o filtro real pode ser reduzido usando a propriedade do filtro Chebyshev.
Filtro Chebyshev
Esses filtros Chebyshev são ainda classificados como filtros Chebyshev tipo1 e tipo2. Os filtros tipo 1 são do tipo básico e o ganho ou resposta de amplitude é uma função de frequência angular da enésima ordem do filtro passa-baixo analógico (LPF - se considerarmos os filtros analógicos). O filtro Chebyshev type2 é um tipo incomum e é um filtro inverso.
Tipos de filtro Chebyshev
Filtros Analógicos Simples
Filtro RC
Circuito de Filtro RC
Os circuitos elétricos resistor-capacitor simples acionados por fonte de corrente ou tensão atuam como filtros analógicos. Esses circuitos de filtro RC são usados para filtrar um sinal de forma que bloqueiem frequências específicas e permitam a passagem de outras frequências. O circuito do filtro RC pode ser conectado em série Circuito RC ou circuito RC paralelo conforme mostrado na figura acima.
LC-Filter
Circuito de Filtro LC
O circuito elétrico indutor-capacitor simples atua como um filtro LC, que também é denominado como circuito sintonizado ou circuito ressonante ou circuito tanque. Este circuito LC também se comporta como um ressonador elétrico. Os circuitos LC são usados para gerar sinais ou captar sinais em uma frequência específica. O filtro LC pode ser conectado como circuito LC em série ou circuito LC paralelo, conforme mostrado na figura acima.
Filtro RL
Circuito de Filtro RL
O circuito elétrico simples resistor-indutor atua como um circuito de filtro RL que é acionado usando fonte de corrente ou tensão e é feito de resistor e indutor. O filtro RL pode ser conectado como circuito RL série ou circuito RL paralelo conforme mostrado na figura acima.
Filtro RLC
Circuito de Filtro RLC
O circuito elétrico simples resistor-indutor-capacitor atua como um circuito de filtro RLC, o resistor, o capacitor e o indutor podem ser conectados em série ou em paralelo para formar um filtro RLC em série ou um filtro RLC em paralelo. Este circuito de filtro RLC se forma como oscilador harmônico para corrente e ressoa como um circuito LC. Mas, aqui as oscilações podem ser diminuídas pela introdução de um resistor e este efeito é denominado como amortecimento.
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