Filtros

2. Filtro pasa bajos (segundo
   orden)
3. Filtro pasa altos (segundo
   orden)
4. Filtro pasa
   banda
5. Filtro rechaza
   banda

1. Práctica:
filtro pasa bajos (segundo orden).

MARCO
TEORICO

Esta clase de tipo
de filtros deja pasar todas las frecuencias desde 0Hz hasta la
frecuencia de corte (fc) y bloquea todas las frecuencias por
encima de fc. Este filtro no produce desfase en todas las
frecuencias de la banda pasante, la ausencia del desfase es
importante cuando la señal no es sinusoidal.

Como siempre se asume el condensador y se halla la
resistencia; pero
la resistencia debe estar comprendida entre
1kΩ y 100kΩcon el fin de encontrar la
respuesta óptima del filtro.

El amplificador que se utiliza es un amplificador no
inversor cuya ganancia en voltaje viene dada por la siguiente
formula: Av = RF / R1 + 1.

Para este tipo de filtro que es de segundo orden o de
12DB/oct, la ganancia del filtro no debe superar 1,5 de no
hacerlo no se garantiza la respuesta plana.

FUNCIONAMIENTO DEL
CIRCUITO

En este filtro tomamos como frecuencia de corte (Fc)
2000Hz y le aplicamos en la entrada una señal de 1Vpp,
observamos aquellas frecuencias que estaban por debajo de 2000Hz
eran amplificadas y las que superaban los 2000Hz no eran
amplificadas, como lo demuestra la siguiente tabla que fue
elaborada con los valores
medidos en la practica en el laboratorio.

Fc = 2000Hz

Vi = 1Vpp.

CALCULOS
MATEMATICOS

Fc = 2000Hz

Asumo: C = 10nf

R = 1 / 6,2832 * Fc * C

R = 1 / 6,2832 * 2000Hz * 10 *
10-9f

R = 7,96kΩ.

Av = RF / Ri + 1

Asumo: Ri = 100kΩ

Av = 1,5

1,5 = RF / 100kΩ +
1

1,5 – 1 = RF /
100kΩ

0,5 * 100kΩ =
RF

RF =
50kΩ.

2. Práctica filtro
pasa altos (segundo orden).

MARCO TEORICO

Este filtro elimina todas la frecuencias que van desde
0Hz hasta la fc, y permite el paso de todas las frecuencias por
encima de la fc. Un filtro ideal paso alto tiene una
atenuación infinita en la banda eliminada,
atenuación 0 en la banda pasante y una transición
vertical, la banda eliminada comprende las frecuencias entre 0 y
la fc.

Las formulas de diseño
para Av y hallar la R son las mismas del filtro pasa
bajos.

FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITO

En este filtro nuestra frecuencia de corte
también es de 2000Hz y la entrada de 1Vpp, observamos que
es lo contrario del filtro anterior las frecuencias que
están por debajo de 2000Hz no son amplificadas y las que
superan los 2000Hz son amplificadas sin ningún problema,
así como lo muestra la
siguiente tabla que fue elaborada con datos medidos en
el laboratorio.

Fc = 2000Hz

Vi = 1Vpp

CALCULOS MATEMATICOS

Los cálculos matemáticos para este filtro
son los mismos del filtro anterior lo único que se debe
tener presente es la forma como van conectados los elementos, o
sea donde van las resistencias
se ponen los condensadores
y donde iban los condensadores van las resistencias.

3.
Práctica: filtro pasa banda.

MARCO TEORICO

Este filtro es útil para cuando se quiere
sintonizar una señal ya sea de radio o televisión. También se utiliza en
equipos de comunicación telefónica para separar
las diferentes conversaciones que simultáneamente se
transmiten sobre el mismo medio de
comunicación.

La respuesta ideal elimina todas las frecuencias desde
0Hz a la fc1, permite pasar todas aquellas que están entre
la fc1 y la fc2 y elimina todas las frecuencias que estén
por encima de la fc2. La banda pasante esta formada por todas las
frecuencias entre fc1 y fc2, lo que este por fuera de estas son
la banda eliminada. Un filtro pasa banda ideal, la
atenuación en la banda pasante es 0, y la
atenuación es infinita en la banda eliminada.

Butterworth nos permite realizar filtros pasa banda lo
único que se tiene que hacer es colocar en serie un filtro
pasa alto seguido de un filtro pasa bajo, cada filtro se calcula
como si fuera un filtro individual.

FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITO

Este filtro se diseño con una frecuencia de corte
1 (Fc1) de 2000Hz y una frecuencia de corte 2 (Fc2) de 5000Hz,
ósea; que la banda pasante del filtro era entre 2000
– 5000Hz, el filtro funciono bien, a frecuencias menores de
2000Hz la señal no era procesada y a frecuencias mayores
de 5000Hz la señal tampoco era procesada, pero se presento
un problema que las señales

Que estaban dentro de la banda pasante no eran
amplificadas lo suficiente por la etapa, entonces se le acoplo
una etapa amplificadora y el circuito quedo
así:

CALCULOS MATEMÁTICOS

Filtro pasa bajos:

Fc1 = 2000Hz

Asumo C = 10nf

R = 1 / 6,2832 * Fc * C

R = 1 / 6,2832 * 2000Hz * 10 *
10-9f

R = 7,96kΩ.

Av = RF / Ri + 1

Asumo: Ri = 100kΩ

Av = 1,5

1,5 = RF / 100kΩ
+ 1

1,5 – 1 = RF /
100kΩ

0,5 * 100kΩ =
RF

RF =
50kΩ.

Filtro pasa altos:

Fc2 = 5000Hz

Asumo C1 = 10nf

R1 = 1 / 6,2832 * Fc * C1

R1 = 1 / 6,2832 * 5000Hz * 10 *
10-9f

R1 = 3,2kΩ.

Av = RF / Ri + 1

Asumo: Ri = 100kΩ

Av = 1,5

1,5 = RF / 100kΩ
+ 1

1,5 – 1 = RF /
100kΩ

0,5 * 100kΩ =
RF

RF =
50kΩ.

Etapa amplificadora:

Av = 5

Ri = 5kΩ

5 = RF / Ri + 1

5 – 1 = RF /
5kΩ

RF = 20kΩ.

R3 = RF║Ri

R3 = 20kΩ║5kΩ

R3 = 4kΩ.

4. Filtro rechaza
banda.

MARCO TEÓRICO

Este filtro consta de dos filtros de butterworth pero
como adaptadores de impedancia, y con un filtro
sumador.

Esta clase de filtro tiene dos frecuencias de corte,
este filtro actúa de forma contraria al filtro
pasabanda.

FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITO

Este filtro se diseño con una frecuencia de corte
1 (Fc1) de 2000Hz y una frecuencia de corte 2 (Fc2) de 5000Hz,
ósea que este filtro no deja pasar las señales
entre estas dos frecuencias, ósea que cuando una
frecuencia de 0 a 2000HZ deja pasar las señales y
también las deja pasar cuando esta en las frecuencias de
5000Hz hacia delante.

RAMÓN HUMBERTO
GONZÁLEZ

CATEGORÍA: ELECTRÓNICA.

ESTUDIOS: IX SEMESTRE DE ING.
BIOMÉDICA.