Projeto de filtros de RF e analógicos — guia completo
Escolha a topologia de filtro certa, calcule os valores dos componentes e verifique a resposta em frequência. Cobre filtros LC passivos, RC ativos, a cristal e de malha PLL, com links passo a passo para as calculadoras.
Escolhendo a aproximação do filtro
Os filtros Butterworth oferecem uma banda passante maximamente plana; os Chebyshev obtêm uma queda mais acentuada ao custo de ondulação na banda passante. Para a maioria das aplicações de RF, um Chebyshev de 0,5 dB oferece um bom equilíbrio. Use o designer de filtros para calcular os valores dos componentes das duas topologias apenas a partir da frequência de corte e da ordem.
Filtros em escada LC para RF
As escadas LC passivas são o burro de carga da filtragem de RF porque suportam alta potência com poucas perdas. Os valores dos elementos do protótipo são normalizados para 1 Ω e 1 rad/s e depois escalonados em frequência e impedância. A calculadora de ressonância LC ajuda você a verificar as frequências dos circuitos tanque e a escolher valores padronizados de componentes. O designer de filtros também exporta um esquemático do KiCad para o layout direto da PCB.
Filtros RC ativos para áudio e banda base
As topologias ativas Sallen-Key e de realimentação múltipla (MFB) implementam polos com amplificadores operacionais, resistores e capacitores, sem indutores. A calculadora de constante de tempo RC define a frequência de corte de um polo simples, enquanto a calculadora de largura de banda do amplificador operacional confirma que o amplificador operacional tem produto ganho-largura de banda suficiente na frequência de corte do filtro.
Filtros a cristal e a ressonador cerâmico
Os ressonadores a cristal alcançam fatores Q de 10.000–100.000, permitindo filtros de banda extremamente estreita, impossíveis com redes LC ou RC. A capacitância de carga correta é crítica para operar na frequência nominal. A calculadora de capacitância de carga do cristal calcula os capacitores externos necessários a partir da CL da folha de dados e das capacitâncias parasitas da placa.
Filtros de malha PLL e ruído de fase
Um sintetizador de malha de captura de fase (PLL) precisa de um filtro de malha passa-baixas para definir a largura de banda da malha e suprimir os espúrios de referência. A calculadora de filtro de malha PLL resolve o filtro passivo de bomba de carga de segunda e terceira ordem a partir das metas de margem de fase e largura de banda. Uma largura de banda de malha estreita suprime melhor os espúrios e o ruído da referência, ao custo de um travamento mais lento; uma malha mais larga suprime mais o ruído de fase do próprio VCO.
Calculadoras interativas
- Designer de filtro RC/LC passivo
Projete filtros de escada passivos Butterworth e Chebyshev LC até o pedido 10. Calcule os valores dos componentes para topologias passa-baixa, passa-alta e passa-banda. Resultados gratuitos e instantâneos.
- Calculadora de ressonância LC
Calcule a frequência ressonante, a impedância característica, o fator Q e a largura de banda de um circuito de tanque LC em série ou paralelo. Insira indutância, capacitância e resistência em série opcional.
- Calculadora de constante de tempo RC
Calcule a constante de tempo do circuito RC τ, o tempo de carregamento para 63,2% e 99% e a frequência de corte de −3dB. Essencial para o projeto do filtro e do circuito de temporização.
- Designer de filtro PLL Loop
Projete um filtro de circuito passivo PLL de segunda ordem tipo 2. Calcula constantes de tempo, valores de capacitores e resistores para a largura de banda do loop alvo e a margem de fase.
- Calculadora de capacitância de carga de cristal
Calcule a capacitância de carga real vista por um oscilador de cristal, estime o erro de frequência a partir da especificação e encontre os valores recomendados do capacitor externo.
- Calculadora de largura de banda de circuito fechado Op-Amp
Calcule a largura de banda de -3 dB em malha fechada do amplificador operacional a partir do produto ganho-largura de banda (GBW) e o tempo de subida resultante.