Enunciado

a) Mostre que, se houver uma mudança de

escala de amplitude e frequência no fil-

tro passa-altas ilustrado na Figura 15.4,

a função de transferência será a mesma

da Equação 15.4 com a substituição de

s por s/k f, onde k f é o fator de escala da

frequência.

b) Na versão do filtro protótipo passa-altas

da Figura 15.4, vc = 1 rad/s, R1 = 1 V,

C = 1 F e R2 = K ohms. Qual é a função

de transferência do circuito protótipo?

c) Usando o resultado de (a), determine

a função de transferência do filtro após

mudança de escala.

Passo 1

  1. A função original de transferência de função H(s) é dada por,
  2. H ( s )   =   - K w c s + w c

    onde,

    K é o ganho de banda passante que é dado por,

    K   = R 2 R 1

    w C é a frequência de corte que é dada por

    w C   =   1 R 1 C

    A função original de transferência de função H(s)’ é dada por,

    H ( s ) '   =   - K ' w c s + w ' c

    onde,

    K é o ganho de banda passante que é dado por,

    K '   = R ' 2 R ' 1

    w ' c é a frequência de corte que é dada por,

    w ' c   =   1 R ' 1 C '

    O resistor escalonado R ' 1   =   K m R 1

    O resistor escalonado R ' 2   =   K m R 2

    O capacitor escalonado C ' =   C K m K f

    e o produto R ' 2 C é dado por

    R ' 2 C '   =   K m R 1 C K m K f

    = R 1 C K f

    Portanto, o ganho de banda passante escalonado K' e a frequência de corte escalonada w ' c são dados por,

    K '   =   k

    w ' c   =   K f w c

    Substitua por K' e w ' c na função de transferência em escala,

    H ( s ) '   =   - K ( s / K f ( s K f ) + w c

    Passo 2

  3. A frequência de corte w é dada por,
  4. w ' c   =   1 r a d / s

    determinar a frequência de corte original w c ,

    w c   =   1 R 2 C

    =   1 ( 1 ) ( 1 )

    = 1   r a d / s

    Determinar o ganho de banda passante K   =   R 2 R 1   =   K

    Determinar o fator de escala de frequência K f   =   w ' c w c   =   1 1   =   1

    Determine a função de transferência H(s),

    H ( s )   =   - K ( s / K f ) ( s K f )   +   w c

    multiplicando o numerador e o denominador por K f

    H ( s )   =   - K s s + 1

  5. A frequência de corte não escalada w C é dada por,

w c   =   1 R 2 C   =   1 ( 1 ) ( 1 )   =   1   r a d / s

O ganho de banda passante K é dado por,

K   =   R 2 R 1   = K

A função de transferência escalada H(s)' é dada por,

H ( s ) '   =   - K ( s / K f ) ( s K f )   +   w c   =   - K ( s / K f ) ( s K f )   +   1

multiplicando o numerador e o denominador por K f

H ( s ) '   =   - K s s   +   K f

Resposta

  1. H ( s ) '   =   - K ( s / K f ) ( s K f ) + w c
  2. H ( s )   =   - K s s   +   1
  3. H ( s ) '   =   - K s s   +   K f