La característica de filtro de butterworth
Enviado por semofierros • 8 de Noviembre de 2011 • Informes • 1.234 Palabras (5 Páginas) • 795 Visitas
Instituto Tecnológico de
Hermosillo
Carrera:
Ingeniería en Mecatrónica
Materia:
Control
Actividad:
P2.1 Filtro pasa bajas de un polo
Maestro:
M.C.I. Jorge Oswaldo Rivera Nieblas
Alumnos:
León Ozuna Juan Carlos
Teón Galaz Carlos
Valdez Félix Jesús Omar
Grupo: T7B Aula: A57
Hermosillo, Sonora a 17 de Octubre de 2011
INTRODUCCIÓN:
Un filtro se puede definir como una “red” utilizada para separar señales en base a su frecuencia.
La función de filtrado consiste en seleccionar señales conteniendo frecuencias de interés para el sistema de instrumentación. Los filtros activos han mejorado la función de filtrado con la inclusión de amplificadores operacionales al proporcionar ganancias y respuestas a la frecuencia más tajante que las proporcionadas por los filtros tradicionales implementados con dispositivos pasivos, además mejoran mucho las características de estabilidad y acoplamiento electrónico y de adquisición de datos.
OBJETIVO:
Diseñar simular y probar un filtro pasa bajas tipo butterworth de primer orden con el fin de sacar su grafica de Bode (ganancia y fase).
MARCO TEÓRICO:
Las ventajas más importantes de los filtros activos son:
Costo, ya que no necesitan inductores de alta precisión, simplemente se utilizan amplificadores operacionales, resistencias y capacitares.
La modulación de etapas en cascada y/o paralelo hacen que los filtros activos sean elementos muy sencillos y versátiles para su implantación en sistemas de instrumentación. Diversas etapas de filtros pueden conectarse en serie o en paralelo para producir respuestas más tajantes, más selectivas y de mejor estabilidad.
La limitación de ancho de banda. Para los amplificadores operacionales comunes utilizados en sistemas de instrumentación, estos no responden a frecuencias arriba de los 100 Mhz.
FILTRO PASA BAJAS.- Este filtro permite el paso de una banda de frecuencias que va desde CD hasta una cierta frecuencia.
Los filtros más comúnmente usados son los tipos Butterworth, Chevyshev y caver
El filtro tipo Chevyshev tiene rizado en la banda de paso
El filtro Caver tiene rizado en ambas bandas
La respuesta del filtro tipo Butterworth tiene su respuesta plana en ambas bandas además de que el diseño de los mismos es el más simple.
En un filtro tipo Butterworth, la forma de la curva de la respuesta a la frecuencia del filtro obtenida usando la función de transferencia se puede diseñar con estructuras preestablecidas y de acuerdo a la posición de las raíces del polinomio característico en el plano complejo “S” La estructura tipo Butterworth corresponde a una respuesta sin rizado en el dominio de la frecuencia. Además el comportamiento dinámico de la repuesta en el tiempo para un sistema Butterworth se aproxima a la respuesta de un sistema critico amortiguado (factor de amortiguamiento = 0.707).
El filtro pasa bajas:
Un filtro pasa bajas permite el paso de una banda especifica de frecuencias.
Esta banda de frecuencias es llamada banda de paso, en el caso del filtro pasa bajas, esta frecuencia es desde DC (cero hertz.) hasta una frecuencia FH
En frecuencias superiores a FH, se tiene una atenuación en el voltaje de salida, pero a una frecuencia especificada como FS, definida como banda de paro, debe de existir una atenuación mínima.
La banda de frecuencias mayores a FS es llamada banda de paso.
La banda de frecuencias entre FH y FS es conocida como banda de transición.
Funciones de transferencia:
La manera de obtener la respuesta en algún simulador es introducir la función de transferencia del filtro, a continuación se presentan las funciones de transferencia de los filtros implementados.
Función de transferencia de un filtro pasa bajas de primer orden:
De forma que solo se requiere de una resistencia y un capacitor para obtener la respuesta del filtro.
Función de transferencia de un filtro pasa bajas de segundo orden:
Para determinar los polos de un filtro Butterworth de orden n, se deben de encontrar las raíces del denominador.
La respuesta a la frecuencia
...