Circuitos Amplificadores Operadores de Segunda Ordem

Considere um sistema de áudio que utiliza um filtro passa-baixa de segunda ordem para eliminar o ruído indesejável de alta frequência no sinal de áudio.

Esta configuração inclui um circuito de amplificador operacional de segunda ordem com uma configuração de seguidor de tensão e dois nós compostos por dois elementos de armazenamento.

A aplicação da lei atual de Kirchhoff nesses nós produz duas equações diferenciais.

Além disso, a tensão no capacitor de feedback é igual à tensão do resistor menos a tensão do outro capacitor.

Essas equações podem ser utilizadas para eliminar as tensões do capacitor da equação KCL no primeiro nó.

O resultado é uma equação diferencial característica de segunda ordem.

A solução para essa equação diferencial abrange respostas transitórias e de estado estacionário.

A resposta transitória se dissipa com o tempo e se assemelha à solução para circuitos livres de fonte em cenários superamortecidos, subamortecidos e criticamente amortecidos.

Quando o circuito atinge um estado estacionário, nenhuma corrente flui através dos capacitores ou resistores, e os terminais de entrada do amplificador operacional ideal impedem a entrada de corrente. Como resultado, a resposta em estado estacionário corresponde à tensão da fonte.

A eliminação da tensão da fonte de entrada leva a uma resposta puramente transitória.