Qual a função de um filtro passa-baixas em um circuito eletrônico?

Passo 1

O enunciado pergunta qual a função de um filtro passa-baixas em um circuito eletrônico. Esse conteúdo está na teoria de filtros e processamento de sinais, e vamos precisar entender como sinais podem ser decompostos em componentes de frequência e como a resposta em frequência de um filtro atua sobre elas.

Passo 2

Qualquer sinal elétrico pode ser visto como soma de componentes senoidais em diferentes frequências. Em filtros, representa-se a resposta em frequência por H(j\omega), que indica quanto cada componente de frequência \omega é atenuada ou passada.

Passo 3

Um filtro passa-baixas tem resposta em frequência tal que
|H(j\omega)| \approx 1 \quad\text{para}\quad \omega < \omega_c
e
|H(j\omega)| \approx 0 \quad\text{para}\quad \omega > \omega_c,
onde \omega_c é a frequência de corte. Ou seja, ele deixa passar praticamente sem atenuação as componentes de baixa frequência (abaixo de \omega_c) e atenua as componentes de alta frequência (acima de \omega_c).

Passo 4

Na prática, usa-se um passa-baixas para:
\bullet Remover ruídos de alta frequência que prejudicam a forma de onda desejada.
\bullet Suavizar sinais pulsantes, extraindo apenas a variação lenta.
\bullet Implementar anti-aliasing antes de uma conversão analógico-digital, evitando que frequências acima da metade da taxa de amostragem causem distorções.

Resposta

A função de um filtro passa-baixas é permitir que as componentes de baixa frequência de um sinal passem praticamente sem atenuação enquanto atenua as componentes de alta frequência, servindo para remoção de ruído, suavização de sinais e prevenção de aliasing em aquisições digitais.

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