Practica Electronica

“El concepto de filtros ha sido una parte integral de la evolución de la ingeniería eléctrica desde el principio. Muchos avances tecnológicos no hubieran sido posibles sin filtros eléctricos. Debido a este importante rol de los filtros eléctricos, se ha puesto mucho esfuerzo en la teoría, diseño y construcción de filtros y se han escrito muchos artículos e incluso libros enteros acerca de los filtros.

Un filtro es un circuito que está diseñado para pasar señales de frecuencias deseadas y rechazar o atenuar cualquier otra señal.

Como un circuito selector de frecuencias, un filtro se puede usar para limitar el espectro de frecuencias de una señal para que esté dentro de una banda específica de frecuencias. Los filtros son los circuitos usados en receptores de radios y televisiones para permitirnos seleccionar una señal entre la multitud de señales que están presentes en el ambiente.

Un filtro se considera pasivo si está formado solamente de elementos pasivos, tales como resistencias, capacitores e inductores. Mientras un filtro activo está formado por elementos activos como transistores y op amps además de incluir elementos pasivos de resistencias, capacitores e inductores” (Sadiku, 2009)

Desarrollo

1. Filtros

En esta práctica se nos solicita hacer una investigación de las características de distintos filtros eléctricos:

1.1 Filtro pasivo pasa bajas

Existen dos filtros pasivos pasa bajas: El filtro RL y el filtro RC.

Figura 1. Diagrama de un filtro RL pasa bajas

Figura 2. Cálculo de la frecuencia de corte de un filtro RL

Figura 3. Diagrama de un filtro RC pasa bajas

Figura 4. Cálculo de la frecuencia de corte de un filtro RC

1.2 Filtro pasivo pasa altas

Figura 5. Diagrama de un filtro RC pasa altas

Figura 6. Cálculo de la frecuencia de corte de un filtro RC

Figura 7. Diagrama de un filtro RL pasa altas

Figura 8. Cálculo de la frecuencia de corte de un filtro RL

1.3 Filtro pasivo pasa bandas

Figura 9. Diagrama de un filtro pasivo pasa bandas

Figura 10. Cálculo de la frecuencia de corte de un filtro pasa bandas

1.4 Diferencia entre filtros de primer orden y de orden superior

El orden está determinado por el número de elementos reactivos en el circuito (capacitores, bobinas) por lo que a mayor orden habrá más de estos elementos en el circuito. Además, para un orden superior, la respuesta del circuito se asemeja más a la respuesta ideal, es decir, el circuito es más selectivo con las frecuencias que elimina totalmente y las frecuencias que sí deja pasar.

1.5 Diferencia entre filtros Butterworth y Chebyshev

“El filtro Butterworth tiene la característica de tener una ganancia de 1, por lo cual se llama filtro máximamente plano. Una de sus desventajas es que cambia el ángulo de fase de la señal cuando ésta pasa la frecuencia de corte.” (Coughlin, 1999). Los filtros Chebyschev también tienen ganancia unitaria, pero su señal de salida oscila antes de la frecuencia de corte. También son más rápidos que los filtros Butterworth

1.6 Filtro pasa banda de banda ancha, de banda angosta y supresor de banda

Figura 10. Filtro pasa bandas de banda ancha (en este caso de 300 a 3000 Hz)

Donde que es la frecuencia de corte baja

Y es la frecuencia de corte alta. B es el ancho de banda y fr es la frecuencia resonante del filtro (a la mitad de fl y fh).

Figura 11. Filtro pasa bandas de banda angosta (en este caso de 780 a 1280Hz)

En donde se obtiene la frecuencia resonante como: y el ancho

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