(b) Pesquise e descreva, com suas palavras, pelo menos duas aplicações práticas para filtros passa-baixa e duas para filtros passa-alta em sistemas eletrônicos, de áudio ou de telecomunicações.
Passo 1
O enunciado pede que a gente explique, com palavras próprias, pelo menos duas aplicações práticas de filtros passa-baixa e duas de filtros passa-alta em sistemas eletrônicos, de áudio ou telecomunicações. Vamos começar lembrando o que é cada tipo de filtro e depois descrever cenários reais em que eles são usados.
Passo 2
Filtro passa-baixa: ele deixa passar os sinais de frequência mais baixa que uma frequência de corte e atenua os de frequência mais alta.
Aplicação 1 – Anti-aliasing em conversão A/D: antes de um conversor analógico-digital captar um sinal, usa-se um filtro passa-baixa para remover componentes acima de metade da taxa de amostragem. Assim evita-se aliasing, que distorce graves e agudos quando o sinal é digitalizado.
Aplicação 2 – Crossover de áudio para subwoofer: em sistemas de som hi-fi, um filtro passa-baixa direciona somente as frequências graves para o alto-falante de subwoofer, garantindo que médios e agudos não sejam reproduzidos por ele, o que melhora a qualidade sonora e protege o driver.
Aplicação 1 – Anti-aliasing em conversão A/D: antes de um conversor analógico-digital captar um sinal, usa-se um filtro passa-baixa para remover componentes acima de metade da taxa de amostragem. Assim evita-se aliasing, que distorce graves e agudos quando o sinal é digitalizado.
Aplicação 2 – Crossover de áudio para subwoofer: em sistemas de som hi-fi, um filtro passa-baixa direciona somente as frequências graves para o alto-falante de subwoofer, garantindo que médios e agudos não sejam reproduzidos por ele, o que melhora a qualidade sonora e protege o driver.
Passo 3
Aplicação 3 – Suavização em fontes de alimentação: em fontes com retificador e capacitor de filtro, o capacitor e a resistência formam um filtro passa-baixa que atenua o ripple (ondulação de alta frequência) deixando um sinal DC mais estável para eletrônicos sensíveis.
Aplicação 4 – Demodulação de AM (envelope detector): no receptor de rádio AM, após a detecção, um filtro passa-baixa elimina a portadora de alta frequência, preservando apenas o envelope (áudio) que será enviado ao amplificador de som.
Aplicação 4 – Demodulação de AM (envelope detector): no receptor de rádio AM, após a detecção, um filtro passa-baixa elimina a portadora de alta frequência, preservando apenas o envelope (áudio) que será enviado ao amplificador de som.
Passo 4
Filtro passa-alta: faz o oposto do passa-baixa, bloqueando componentes de frequência baixa (incluindo DC) e deixando passar os de frequência maior que a frequência de corte.
Aplicação 1 – Acoplamento de estágios em amplificadores de áudio: usa-se um capacitor em série com a entrada de um estágio amplificador para criar um filtro passa-alta que bloqueia tensões DC de polarização, permitindo somente o sinal AC de áudio passar de um estágio ao outro sem deslocar pontos de operação.
Aplicação 1 – Acoplamento de estágios em amplificadores de áudio: usa-se um capacitor em série com a entrada de um estágio amplificador para criar um filtro passa-alta que bloqueia tensões DC de polarização, permitindo somente o sinal AC de áudio passar de um estágio ao outro sem deslocar pontos de operação.
Passo 5
Aplicação 2 – Remoção de hum em áudio e instrumentação: em gravações ou medições, costuma haver ruído de linha elétrica em torno de
ou
. Um filtro passa-alta ajustado logo acima dessa faixa atenua esse zumbido de baixa frequência, limpando o sinal de áudio ou o sinal medido.
Aplicação 3 – Proteção de tweeters em sistemas de som: em divisores de frequência, um filtro passa-alta isola os alto-falantes de agudos (tweeters), evitando que graves e médios atinjam esses drivers frágeis, garantindo reprodução fiel e sem distorções.
Aplicação 3 – Proteção de tweeters em sistemas de som: em divisores de frequência, um filtro passa-alta isola os alto-falantes de agudos (tweeters), evitando que graves e médios atinjam esses drivers frágeis, garantindo reprodução fiel e sem distorções.
Resposta
Filtro passa-baixa:
(a) Anti-aliasing em conversão A/D.
(b) Crossover de áudio para subwoofer.
(c) Suavização de ripple em fontes de alimentação.
(d) Demodulação de AM (envelope detector).
(a) Anti-aliasing em conversão A/D.
(b) Crossover de áudio para subwoofer.
(c) Suavização de ripple em fontes de alimentação.
(d) Demodulação de AM (envelope detector).
Filtro passa-alta:
(a) Acoplamento de estágios em amplificadores de áudio (bloqueio de DC).
(b) Remoção de hum de ou
em áudio/instrumentação.
(c) Proteção de tweeters em sistemas de som.
(a) Acoplamento de estágios em amplificadores de áudio (bloqueio de DC).
(b) Remoção de hum de
(c) Proteção de tweeters em sistemas de som.