Circuitos

“Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria”

Facultad : Ingeniería de Sistemas y Electrónica

Curso : Laboratorio de Electrónica Analógica II

Integrantes : Bustamante Rivera, Henry

Cabrera Janampa, Albert

Sanchez Bautista, Ivan

Valdivia Lopez, Adolfo

Horario : Sábado 2:40 – 4:20 PM

Profesor : Marina Valdivia, Oscar Jesús

2014

INTRODUCCIÓN

Los filtros electrónicos se utilizan en muchos dispositivos que trabajan con señales (generalmente de voltaje y que pueden ser análogas o digitales), ya que estas pueden tener diferentes valores de frecuencias, que pueden ser o no deseables en la aplicación a implementar.

Con ellos se puede eliminar señales no deseadas que estén a determinadas frecuencias (armónicos, ruido, portadoras, etc.), permitiendo manejar las señales que interesan.

En el presente informe se da a conocer el filtro activo pasa banda, llamado activo por ser implementado con un amplificador operacional en compañía de componentes discretos.

FILTRO ACTIVO PASA BANDA

OBJETIVO:

Estudio del amplificador operacional como filtro activo pasa banda y medición de su respuesta en frecuencia.

FUNDAMENTO TEÓRICO:

Los filtros activos se diferencian de los filtros comunes, en que estos últimos son sólo combinación de resistencias, capacitores e inductores.

En un filtro común, la salida es de menor magnitud que la entrada. En cambio los filtros activos se componen de resistores, capacitores y dispositivos activos como Amplificadores Operacionales o transistores.

En un filtro activo la salida puede ser de igual o de mayor magnitud que la entrada.

Filtro activo pasa banda con Amplificador Operacional

El filtro Pasa Banda tiene la siguiente curva de respuesta de frecuencia. Dejará pasar todas las tensiones de la señal de entrada que tengan frecuencias entre la frecuencia de corte inferior f1 y la de corte superior f2. Las tensiones fuera de este rango de frecuencias serán atenuadas y serán menores al 70.7 % de la tensión de entrada.

La frecuencia central de este tipo de filtro se obtiene con la siguiente fórmula:

f_0=1/[2πC x √(R_3 R)]

Curva de respuesta de un filtro pasa banda.

Si se seleccionan los capacitores y resistores de modo que:

C1 = C2 = C R1 = R2 = R

El ancho de banda será:

BW=f_2-f_1=1.41R/(CR_3 √(R_3 R))

El factor de calidad

Q = (f_0 )/BW

Las líneas discontinuas verticales sobre f1 y f2 y la línea horizontal del 70.7% representan la respuesta de un filtro pasa banda ideal.

Nota: f1 y f2 (frecuencias de corte) son puntos en la curva de transferencia en que salida ha caído 3 dB (decibeles) desde su valor máximo.

MATERIAL Y EQUIPO:

01 OPAMP LM741

02 Resistor de 10kΩ, 0.5W

02 Resistor de 3.3kΩ, 0.5W

05 Resistor de 1kΩ, 0.5W

02 Condensador cerámico 0.1uF/50V

03 Puntas de prueba

01 Osciloscopio

01 Generador de funciones

01 Fuente de alimentación

01 Protoboard

PROCEDIMIENTO:

1.- Ensamblar el siguiente circuito:

2.- Mediciones en DC usando el multímetro:

INFORME FINAL:

OBSERVACIONES:

Se tuvo que aumentar valores en la tabla hasta poder visualizar los resultados teóricos.

En cálculos si queremos una respuesta sub amortiguada con poco sobreimpulso, podemos elegir una relación de amortiguación cercana a 0.7.

CONCLUSIONES:

En comparación con el filtro ideal, los filtros reales adolecen de los siguientes defectos:

La transición entre la banda que se quiere dejar pasar y la que se quiere eliminar no es abrupta, sino que tiene una determinada pendiente que depende del número de orden del filtro.

La respuesta en fase no es linear, esto aumenta la distorsión de la señal significativamente.

La ganancia y la fase de un filtro puede ser optimizada para satisfacer uno de los siguientes tres criterios:

Una respuesta máxima plana en la banda de paso.

Una transición rápida entre la banda de la señal deseada y la no deseada.

Una respuesta de fase lineal.

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