Filtro Butterworth

Filtro Butterworth

La aproximación de Butterworth se denomina también aproximación máximamente plana, ya que la atenuación en la mayor parte de la banda pasante es cero y disminuye gradualmente hasta Ap al final de la banda pasante. Por debajo de la frecuencia de inflexión, la respuesta decae a un ritmo aproximado de 20n dB por década, donde n es el orden del filtro. Ritmo aproximado de 20n dB por década, donde n es el orden del filtro.

Pendiente = 20n dB/década El equivalente en octavas es Pendiente = 6n dB/octavas

Por ejemplo, un filtro de Butterworth de primer orden decae a un ritmo de 20 dB por década o 6 dB por octava; uno de cuarto orden decae 80 dB por década o 24 dB por octava; uno de noveno orden, 180 dB por década o 54 dB por octava, etc.

Filtro Chebyshev

En algunas aplicaciones no es importante la existencia de una banda pasante con una respuesta plana. En este caso, la aproximación de Chebyshev puede ser la adecuada, ya que decae más rápidamente en la región de transición que la aproximación de Butterworth. El precio a pagar por esta rápida caída es el rizado que aparecerá en la banda pasante de la respuesta en frecuencia.

Cuando se compara la siguiente figura con la de Butterworth, se observa que el filtro de Chebyshev del mismo orden tiene una pendiente más pronunciada en la zona de transición. Por ello, la atenuación con este filtro es siempre mayor que la atenuación con un filtro Butterworth del mismo orden.

El número de rizados en la banda pasante de un filtro paso bajo de Chebyshev es igual a la mitad del orden del filtro:

Num. rizados = n/2

Si un filtro de orden 10, tendrá 5 rizados en la banda pasante; si es de orden 15 tendrá 7,5 rizados.

La aproximación de Chebyshev se le llama también aproximación con igual rizado. Normalmente, un diseñador escogerá una amplitud de rizado entre 0.1 y 3 dB, dependiendo de las necesidades de la aplicación.

Filtro Bessel

La aproximación de Bessel tiene una banda pasante plana y una banda eliminada monotónica parecida a la de la aproximación de Butterworth. Para un filtro del mismo orden, sin embargo, la caída en la zona de atenuación es mucho menor.

La siguiente figura muestra la respuesta de un filtro pasa bajo de Bessel. Se puede observar que el filtro de Bessel tiene una banda pasante plana, una zona de atenuación con pendiente relativamente sueva y una banda pasante monotónica. Tomando una serie de especificaciones de filtros complejos, la aproximación de Bessel produce siempre una zona de atenuación más ancha de todas las aproximaciones. Dicho de otra forma: tiene el mayor orden o mayor complejidad de todas las aproximaciones.

La aproximación de Bessel esta optimizada para producir un desfase lineal con la frecuencia. En otras palabras, los filtros de Bessel sacrifican la pendiente en la atenuación por conseguir un desfase lineal.

El desfase lineal para todas las frecuencias de la banda pasante significa que la frecuencia fundamental y los armónicos de una señal no sinusoidal en la entrada del filtro se desfasarán linealmente a la salida del mismo. Por ello, la forma de la señal de salida será la misma que la de la señal de entrada, si se aplica una tensión en la entrada del filtro y se observa su salida en un osciloscopio, se comprueba que tiene la mejor respuesta al escalón de todos los filtros.

Filtro elíptico

El filtro elíptico a diferencia de los demás filtros tiene un rizado en la banda de paso y en la banda de atenuación, este filtro es lo más cercano a un filtro ideal ya su banda de transición tiene una caída muy rápida, una de las ventajas como se menciono tiene una caída abrupta en la banda de transición, que es su cambio desde la banda de paso a la banda de supresión , una de sus desventajas es que para su cálculo

...