Filtro Activo Pasa-Banda
Páginas: 6 (1328 palabras)
Publicado: 4 de marzo de 2013
DISEÑO DE UN FILTRO ACTIVO PASA BANDA
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA,
Carrera: INGENIERÍA EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA
México D. F. a 4 Diciembre del 2012.
Departamento de Electrónica Lineal.
E-mail:
Resumen
En este reporte se describe el funcionamiento, características y la metodología desde el diseño de un filtro activo pasa banda de configuraciónButterworth, para el armado físico del circuito ocuparemos amplificadores operacionales TL071, con sus perspectivos arreglos de resistencia, y capacitancia, para obtener el buen funcionamiento del circuito.
Palabras clave: Filtro, pasa banda, Filtro Activo, Frecuencia de Corte, Factor de Calidad.
I. INTRODUCCIÓN
Tanto en los circuitos eléctricos como los sistemas de comunicaciones, sedesea manejar información la cual debe estar dentro de ciertas frecuencias. Pero, ciertos grupos de frecuencias se deben permitir y las demás eliminar. Esta importante función es realizada por los filtros.
Los filtros son circuitos capaces de controlar las frecuencias permitiendo el paso solo a determinado rango de frecuencias dependiendo de la configuración del circuito.
Se llaman filtrosactivos ya que constan de elementos pasivos como Resistencias y Capacitores y elementos activos como el Amplificador Operacional.
Los arreglos R-C están compuestos por una resistencia y un condensador y dependiendo del número de estos arreglos se determinará el orden del filtro así como su respuesta y su calidad.
El funcionamiento del arreglo R-C se basa principalmente en su actuación comodivisor de voltaje. Al aumentar la frecuencia de la señal, la reactancia del capacitor disminuirá y entrará más o menos tensión al Amplificador Operacional, dependiendo si el filtro es pasa altos o pasa bajos respectivamente.
II. MARCO TEÓRICO
Un filtro es un sistema que permite el paso de señales eléctricas a un rango de frecuencias determinadas e impide el paso del resto.
Se utilizan para:* Acondicionamiento de señal de entrada.
* Digitalización de señales.
* Acondicionamiento de señal producida
En función a la función de transferencia se clasifican en:
* Paso Bajo
* Paso Alto
* Paso Banda
* Eliminada Banda.
La función de red determina la forma en que la señal aplicada cambia en amplitud y fase al atravesar el filtro, algunos filtros habituales son:* Filtro Butterworth
* Filtro Chebyshev
* Filtro Bessel
* Filtro Sallen Key
Para cada uno de estos filtros existen dos zonas principales las cuales son llamadas banda de paso y la banda de atenuación. En la banda de paso, es donde las frecuencias pasan con un máximo de su valor, o hasta un valor de 70.71% con respecto a su original (la cuales la atenuación de -3 dB).El filtro de Butterworth es uno de los filtros electrónicos más básicos, diseñado para producir la respuesta más plana que sea posible hasta la frecuencia de corte. En otras palabras, la salida se mantiene constante casi hasta la frecuencia de corte, luego disminuye a razón de 20n dB por década.
Donde: n = numero de polos del filtro
Filtro Pasa-Banda:
El filtro pasa-banda es un circuito diseñadopara pasar señales sólo en cierta banda de frecuencias en tanto que rechaza todas las señales fuera de esta banda.
Este tipo de filtro tiene un voltaje máximo de salida Vmax o una ganancia máxima, a una frecuencia denominada ¨frecuencia de resonancia¨ (fo). Si la frecuencia varia respecto a la resonancia, el voltaje de salida disminuye. Hay una frecuencia arriba f2 de f0 y una debajo f1 def0 a las cuales la ganancia de voltaje es 0.707. La banda de frecuencias entre f1 y f2 es el ancho de banda ∆fW .
Figura 1. Grafica filtro pasa-banda
∆fW=f2-f1
Los filtros pasa-banda se clasifican ya sea como de banda estrecha o bien de banda ancha.
Un filtro de banda estrecha es el que tiene menos de un décimo de la frecuencia resonante.
∆fW<0.1f0
Si el ancho de...
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA,
Carrera: INGENIERÍA EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA
México D. F. a 4 Diciembre del 2012.
Departamento de Electrónica Lineal.
E-mail:
Resumen
En este reporte se describe el funcionamiento, características y la metodología desde el diseño de un filtro activo pasa banda de configuraciónButterworth, para el armado físico del circuito ocuparemos amplificadores operacionales TL071, con sus perspectivos arreglos de resistencia, y capacitancia, para obtener el buen funcionamiento del circuito.
Palabras clave: Filtro, pasa banda, Filtro Activo, Frecuencia de Corte, Factor de Calidad.
I. INTRODUCCIÓN
Tanto en los circuitos eléctricos como los sistemas de comunicaciones, sedesea manejar información la cual debe estar dentro de ciertas frecuencias. Pero, ciertos grupos de frecuencias se deben permitir y las demás eliminar. Esta importante función es realizada por los filtros.
Los filtros son circuitos capaces de controlar las frecuencias permitiendo el paso solo a determinado rango de frecuencias dependiendo de la configuración del circuito.
Se llaman filtrosactivos ya que constan de elementos pasivos como Resistencias y Capacitores y elementos activos como el Amplificador Operacional.
Los arreglos R-C están compuestos por una resistencia y un condensador y dependiendo del número de estos arreglos se determinará el orden del filtro así como su respuesta y su calidad.
El funcionamiento del arreglo R-C se basa principalmente en su actuación comodivisor de voltaje. Al aumentar la frecuencia de la señal, la reactancia del capacitor disminuirá y entrará más o menos tensión al Amplificador Operacional, dependiendo si el filtro es pasa altos o pasa bajos respectivamente.
II. MARCO TEÓRICO
Un filtro es un sistema que permite el paso de señales eléctricas a un rango de frecuencias determinadas e impide el paso del resto.
Se utilizan para:* Acondicionamiento de señal de entrada.
* Digitalización de señales.
* Acondicionamiento de señal producida
En función a la función de transferencia se clasifican en:
* Paso Bajo
* Paso Alto
* Paso Banda
* Eliminada Banda.
La función de red determina la forma en que la señal aplicada cambia en amplitud y fase al atravesar el filtro, algunos filtros habituales son:* Filtro Butterworth
* Filtro Chebyshev
* Filtro Bessel
* Filtro Sallen Key
Para cada uno de estos filtros existen dos zonas principales las cuales son llamadas banda de paso y la banda de atenuación. En la banda de paso, es donde las frecuencias pasan con un máximo de su valor, o hasta un valor de 70.71% con respecto a su original (la cuales la atenuación de -3 dB).El filtro de Butterworth es uno de los filtros electrónicos más básicos, diseñado para producir la respuesta más plana que sea posible hasta la frecuencia de corte. En otras palabras, la salida se mantiene constante casi hasta la frecuencia de corte, luego disminuye a razón de 20n dB por década.
Donde: n = numero de polos del filtro
Filtro Pasa-Banda:
El filtro pasa-banda es un circuito diseñadopara pasar señales sólo en cierta banda de frecuencias en tanto que rechaza todas las señales fuera de esta banda.
Este tipo de filtro tiene un voltaje máximo de salida Vmax o una ganancia máxima, a una frecuencia denominada ¨frecuencia de resonancia¨ (fo). Si la frecuencia varia respecto a la resonancia, el voltaje de salida disminuye. Hay una frecuencia arriba f2 de f0 y una debajo f1 def0 a las cuales la ganancia de voltaje es 0.707. La banda de frecuencias entre f1 y f2 es el ancho de banda ∆fW .
Figura 1. Grafica filtro pasa-banda
∆fW=f2-f1
Los filtros pasa-banda se clasifican ya sea como de banda estrecha o bien de banda ancha.
Un filtro de banda estrecha es el que tiene menos de un décimo de la frecuencia resonante.
∆fW<0.1f0
Si el ancho de...
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