Skip to content

Latest commit

 

History

History
122 lines (61 loc) · 8.37 KB

README.md

File metadata and controls

122 lines (61 loc) · 8.37 KB

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIAS

CENTRO MULTIDISCIPLINAR DE CARAÚBAS

DISCIPLINA: CIRCUITOS ELTRÔNICOS II

DOCENTE: DR. PROF. FRANCISCO DE ASSIS BRITO FILHO

DISCENTES :

     ERIKA OLIVEIRA DOS SANTOS
     JOERDSON TIAGO BATISTA DA SILVA
     YURI FERNANDES DA SILVEIRA

EQUALIZADOR DE ÁUDIO

1. OBJETIVO

Projetar um Equalizador de áudio utilizando filtros ativos passa-banda de segunda ordem e amplificadores operacionais (amp-op). Por fim, este relatório tem como finalidade mostrar de forma didática como o projeto proposto foi elaborado.

1.1. Objetivos Específicos

O equalizador deve ter 3 estágios, sendo um para frequências graves, um para frequências médias, e um para frequências agudas. A definição das faixas de frequências pode ser observada na Figura 1. Além disso, deve-se ter algum mecanismo de controle de ganho/volume individual (em cada estágio), e um geral (master).

2. DESENVOLVIMENTO

Um Equalizador permite que você melhore a qualidade de som, ou seja, permite ajustar os níves e efeitos sonoros para assim obter um melhor desempenho dos seus aparelhos eletrônicos, como por exemplo alto-falantes ou fones de ouvidos. O projeto tem como finalidade apresentar um equalizador de áudio fácil de usar com o controle de volume individual e um geral, similar ao que acontece na prática.

2.1. Memorial Descritivo

Como mencionado anteriormente, o circuito é constituído por um filtro ativo, do tipo passa banda de segunda ordem, com implementação de amp-op. Dessa forma, para construir a topologia do filtro passa-banda é necessário a junção de dois filtros ativos, o filtro passa-altas e o filtro passa-baixas, respectivamente nessa ordem a junção. Nesta seção, é apresentado o memorial descritivo da parte teórica, e por fim, os resultados obtidos.

2.1.1. Memorial de Cálculo

A topologia do projeto, é composta por três filtros passa banda, um estágio para cada faixa de frequência, ou seja, para as faixas de frequência grave, médias e agudas, conforme mostrado na Figura 1. Sendo implementador em um amp-op somador, com reguladores de ganho individuais e o geral.

A seguir será apresentado o memorial de cálculo, vale destacar que o circuito implementou o circuito denominado Sallen-Key de componentes iguais.

Considerações:

Os amplificadores operacionais (amp-op) também são comumente empregados na construção de filtros ativos. Um circuito de filtro pode ser construído utilizando-se componentes passivos: resistores e capacitores. Além disso, um filtro ativo usa adicionalmente um amplificador para produzir aplicações de tensão e bufferização ou isolação do sinal. Um filtro que apresenta uma resposta constante de CC até uma frequência de corte 𝑓_𝑂𝐻 e impeça que qualquer sinal passe além da frequência é chamado de filtro passa-baixas ideal. Um filtro que permite a passagem somente de sinais de frequência acima de uma frequência de corte 𝑓_𝑂𝐿 é um filtro passa-altas. Por fim, quando um circuito permite a passagem de sinais acima de uma frequência de corte e abaixo de uma segunda frequência de corte, é chamado de filtro passa-banda.

A seguir os critérios utilizados para as faixas de frequências:

  • Frequência Graves - adotou-se uma faixa de frequência de 20 Hz à 500 Hz, onde 20 Hz é a frequencia de corte do filtro passa-altas (f_OL) e 500 Hz a frequência de corte do filtro passa-baixas (f_OH).

  • Frequência Médias - adotou-se uma faixa de frequência de 250 Hz à 4 kHz, onde 250 Hz é a frequencia de corte do filtro passa-altas (f_OL) e 4 kHz a frequência de corte do filtro passa-baixas (f_OH). Como pode-se notar, levou-se em consideração a faixa de frequência de transição entre as frequências.

  • Frequência Aguda - adotou-se uma faixa de frequência de 2 kHz à 20 kHz, onde 2 kHz é a frequencia de corte do filtro passa-altas (f_OL) e 20 kHz a frequência de corte do filtro passa-baixas (f_OH).

memorial de cálculoo

2.1.2. Simulações

Após encontrar os valores de Resistores (R) e capacitores (C), foi implentados os circuitos. A Figura 2 mostra a topologia do circuito para a frequencia grave, e na sua resposta para frequência de corte na Figura 3. Vale destacar que foram realizadas associações para os componentes resisivos e capacitores em série ou paralelo, utilizando valores comerciais.

FIG 2

figura 3

A Figura 4 apresenta a topologia para o filtro passa banda de frequência média e a Figura 5, sua resposta de frequência de corte.

figura 4

fig 5

Agora será apresentado o filtro passa banda de frequência aguda na Figura 6 e sua frequência de corte, Figura 7.

fig 6

fig 7

Após analisar cada circuito separadamente, e confirmar que foram satisfeita as condições iniciais, foi implemantado os circuitos em um amp-op somador, como mostrado na Figura 8, e sua frquência de corte na Figura 9. O circuito utilizou um fonte de sinal de entrada de 500 mV, e amplificadores do tipo 741. Além disso, foram utilizados potenciômetros para realizar o controle de ganho/volume individual e geral. Desse modo, as demais informações constaram no projeto.

fig 8

fig 9

Podemos observa com a figura 9 que, a largura da banda não se mostrou completamente plana mas atende as caracteristicas pedidas no projeto. Temos que um filtro ideal possuiria uma banda passante totalmente plana (figura 1), e iria atenuar completamente todas as frequências fora desta banda, porem na na prática não ocorre dessa forma. A banda passante teve algumas oscilações, porem as frequências de corte das extremidades (que define o limite da banda onde as frequências não são atenuadas) coincidiram para uma respota esperada.

2.2 Esquemático do PCB

A seguir é ilustrado o layout e a PCB em 3D. Vale destacar que durante as simulações do projeto e o layout da PCB , o software utilizado foi o proteus.

Captura de Tela (752)

Captura de Tela (751)

2.3 Lista dos Materiais (BOM)

Nesta seção será apresentado a lista dos materiais, utilizados para elaborar o projeto, bem como seu valor.

Tabela 1 - Lista de Materiais

tabela 1

Fonte dos preços: Bau da eletrônica, Solda Fria, Paresteck e Amazon.

CONCLUSÃO

A partir das etapas de análise implementadas, foi possível concretizar os objetivos pretendidos com a determinação das faixas de frequências graves, médias e agudas. A análise teórica realizada apresentou resultados convergentes com os obtidos na simulação do circuito. Assim, portanto, a modelagem simplificadora adotada apresenta validade significativa.

Anexos

Nesta seção, será anexado o link com um vídeo explicativo dos integrantes do projeto.

Vídeo de Erika (https://drive.google.com/file/d/1qVSOvwzjrLqCxzhiHRnqsLTnm3BblINS/view https://drive.google.com/file/d/1W7HToCUN6iWY3q03z0qC4lZ3TPHgU_lA/view)

Vídeo de Joerdson (https://drive.google.com/file/d/1Cm6ZD1-bd4-tCf1JsvZ4MwVuOX_ri4xq/view?usp=sharing)

Vídeo de Yuri (https://drive.google.com/file/d/1RKlBarmfgpW-UrKd1QoHDpdVuPZ0AN3d/view?usp=sharing)