Identificação e Ajuste de Filtro Ativo Sallen-Key

Levantamento experimental da função de transferência de uma bancada didática de filtro ativo Sallen-Key de 2ª ordem e comparação com o modelo de projeto teórico.

Objetivos

O LINCE dispõe de uma bancada didática de filtro ativo Sallen-Key de 2ª ordem (passa-baixas), com frequência de corte e fator de qualidade ajustáveis por componentes variáveis. Este projeto propõe usar essa bancada como estudo de caso de identificação de sistemas em eletrônica analógica. Objetivos:

• Revisar o projeto teórico do filtro Sallen-Key (topologia, equações de \(f_c\) e \(Q\) em função dos componentes);
• Levantar experimentalmente a resposta em frequência da bancada (varredura senoidal ou excitação por ruído/chirp) e estimar a função de transferência por identificação de sistemas (ajuste de modelo de 2ª ordem);
• Comparar o modelo identificado com o modelo teórico de projeto, quantificando o desvio (tolerância de componentes, efeitos do amplificador operacional real);
• Avaliar a sensibilidade de \(f_c\) e \(Q\) a variações dos componentes ajustáveis, documentando faixas de operação válidas da bancada.

Pré-requisitos

• Circuitos Elétricos e Eletrônica Analógica;
• Sinais e Sistemas (resposta em frequência, função de transferência);
• Noções de identificação de sistemas (ajuste de modelo a dados experimentais);
• Programação em Python ou MATLAB para aquisição e processamento de dados.

Estrutura Sugerida para o Grupo Autogerenciado

• Reuniões semanais internas do grupo, com reunião quinzenal com o orientador para validação de resultados;
• Entregáveis mensais: notebook reprodutível com o pipeline de aquisição → identificação → comparação com o modelo teórico;
• Ferramentas: bancada Sallen-Key do LINCE, gerador de sinais/osciloscópio (ou placa de aquisição), repositório Git compartilhado;
• Divisão sugerida: um membro focado na instrumentação e aquisição de dados, outro na identificação/ajuste de modelo, outro na análise de sensibilidade e documentação.

Referências

1. Sedra, A. S.; Smith, K. C. Microelectronic Circuits. 7ª ed. Oxford University Press, 2015. Cap. 17 — Filters and Tuned Amplifiers.
2. Ljung, L. System Identification: Theory for the User. 2ª ed. Prentice Hall, 1999.