Filtros activos
Páginas: 7 (1560 palabras)
Publicado: 31 de agosto de 2012
LABORATORIO DISEÑO DE CIRCUITOS ANALOGICOS
FILTROS ACTIVOS
Julián Fernando Suarez cod: 2061498 Harol A. Higuera N. Cod 2023393 Escuela de eléctrica electrónica y telecomunicaciones Universidad industrial de Santander Bucaramanga, Colombia I. OBJETIVOS Realizar un diseño de un filtro pasa bajas , analizar sus caracteristicas, y llevarlo a la práctica de tal modo que se pueda observar sucomportamiento. Escoger una adecuada tolopogía y método de diseño para un filtros pasa bajas teniendo encuenta las especificaciones. Hacer la respectiva simulación y los análisis pertinentes que se puedan presentar son las herramientas que ofrece Pspice. Identificar tres posibles Op Amps, asi como escoger el mas adecuado para esta aplicación, para esto, tener encuenta las especificaciones de fábrica ylos resultados de simulaciones. Comprender la utilidad de un filtro pasa bajos en el mundo electrónico y de señales. Realizar comparaciones entre la simulación y los datos a obtenidos en el laboratorio. corte, como tambien la transmisión es suficientemente rapida después de la fecuencia de corte.
I.
PROPUESTA PARA EL LABORATORIO
En cuanto a la arquitectura delcircuito, nos desidimos por la configuración Sallen-Key, la cual es la más usada la la realización de fitros pasa-bajas y además es un circuito cuya ganancia no es sensible bajo variaciones en sus componentes. Esto nos llevó a tomar una fácil desición. Por otro lado decidimos trabajar en un filtro de cuarto orden puesto con el propósito de obtener una respuesta del filtro aproximada a la tranmisiónideal “pared de ladrillo”, esto lo justifica la siguiente gráfica la cual muestra cómo a medida que el grado del filtro Butterworth aumenta, su respuesta también.
Se desea construir un filtro pasabajas con las siguientes especificaciones: Frecuencia de corte a -3dB, fc=5kHz Ganancia, K=1 Filtro Butterworth de orden 4 Topología Sallen-Key Justificación La razón por la cual se escogió latopoligía Butterworth es porque a diferencia de otros tipos de filtros este genera un mejor comportamiento plano en la bande pasante a comparación de otras topologías con como Bessel o Chebyshev. Esto lo podemos observar en la siguiente ilustración. Nuestra topología no presenta picos desagradables en la frecuencia de
II.
Diseño Del Circuito
La propuesta consta en implementar un filtro deorden 4 compuesto por dos filtros Butterworth de segundo orden de ganancia unitaria, los cuales serán puestos en cascada en la topología Sallen-Key. Topología Sallen-Key de ganancia Unitaria. Etapa 1 Determinar m y n para Q1. Si elegimos m=3 entonces....
Frecuencia de corte............. Factor de calidad....... Para el diseñar el filtro Butterworth, consideramos la siguiente tabla de factores decalidad de que corresponden a los filtros Butterworth. En esta se encuentran los factores de calidad Q para filtros de orden 2 hasta de orden 10. El parámetro FSF (factor de escala de frecuancia) es un factor multiplicativo y no afecta en nuestro diseño puesto que la ganancia es igual a 1.
Ahora elegimos C=1nF
De esta manera:
Etapa 2 Determinar m y n para Q2. Si elegimos m=3.5entonces....
Como se puede observar en la tabla para un filtro de cuarto orden estan los coeficientes de calidad de las dos etapas necesarias, en este caso Q1=0.5412 y Q2=1.3065 respectivamente, es de denotar que estas son medidas adimensionales. El procediemiento siguiente es realizar el diseño de cada una de las etapas de segundo orden considerando los factores de calidad dados en la tabla, lafrecuencia de corte deseada y considerando las siguientes condiciones de diseño de un filtro Butterworth de ganancia unitaria.
Ahora elegimos C=0.0022uF
De esta manera:
Valores Reales
1.2V
Respuesta al Escalón
(395.107u,1.0102) 1.0V
Como siguiente paso se van a acercar los resultados ideales de diseño a los más cercanos que se puedan conseguir en el mercado. Valores Ideales 44.10kΩ...
FILTROS ACTIVOS
Julián Fernando Suarez cod: 2061498 Harol A. Higuera N. Cod 2023393 Escuela de eléctrica electrónica y telecomunicaciones Universidad industrial de Santander Bucaramanga, Colombia I. OBJETIVOS Realizar un diseño de un filtro pasa bajas , analizar sus caracteristicas, y llevarlo a la práctica de tal modo que se pueda observar sucomportamiento. Escoger una adecuada tolopogía y método de diseño para un filtros pasa bajas teniendo encuenta las especificaciones. Hacer la respectiva simulación y los análisis pertinentes que se puedan presentar son las herramientas que ofrece Pspice. Identificar tres posibles Op Amps, asi como escoger el mas adecuado para esta aplicación, para esto, tener encuenta las especificaciones de fábrica ylos resultados de simulaciones. Comprender la utilidad de un filtro pasa bajos en el mundo electrónico y de señales. Realizar comparaciones entre la simulación y los datos a obtenidos en el laboratorio. corte, como tambien la transmisión es suficientemente rapida después de la fecuencia de corte.
I.
PROPUESTA PARA EL LABORATORIO
En cuanto a la arquitectura delcircuito, nos desidimos por la configuración Sallen-Key, la cual es la más usada la la realización de fitros pasa-bajas y además es un circuito cuya ganancia no es sensible bajo variaciones en sus componentes. Esto nos llevó a tomar una fácil desición. Por otro lado decidimos trabajar en un filtro de cuarto orden puesto con el propósito de obtener una respuesta del filtro aproximada a la tranmisiónideal “pared de ladrillo”, esto lo justifica la siguiente gráfica la cual muestra cómo a medida que el grado del filtro Butterworth aumenta, su respuesta también.
Se desea construir un filtro pasabajas con las siguientes especificaciones: Frecuencia de corte a -3dB, fc=5kHz Ganancia, K=1 Filtro Butterworth de orden 4 Topología Sallen-Key Justificación La razón por la cual se escogió latopoligía Butterworth es porque a diferencia de otros tipos de filtros este genera un mejor comportamiento plano en la bande pasante a comparación de otras topologías con como Bessel o Chebyshev. Esto lo podemos observar en la siguiente ilustración. Nuestra topología no presenta picos desagradables en la frecuencia de
II.
Diseño Del Circuito
La propuesta consta en implementar un filtro deorden 4 compuesto por dos filtros Butterworth de segundo orden de ganancia unitaria, los cuales serán puestos en cascada en la topología Sallen-Key. Topología Sallen-Key de ganancia Unitaria. Etapa 1 Determinar m y n para Q1. Si elegimos m=3 entonces....
Frecuencia de corte............. Factor de calidad....... Para el diseñar el filtro Butterworth, consideramos la siguiente tabla de factores decalidad de que corresponden a los filtros Butterworth. En esta se encuentran los factores de calidad Q para filtros de orden 2 hasta de orden 10. El parámetro FSF (factor de escala de frecuancia) es un factor multiplicativo y no afecta en nuestro diseño puesto que la ganancia es igual a 1.
Ahora elegimos C=1nF
De esta manera:
Etapa 2 Determinar m y n para Q2. Si elegimos m=3.5entonces....
Como se puede observar en la tabla para un filtro de cuarto orden estan los coeficientes de calidad de las dos etapas necesarias, en este caso Q1=0.5412 y Q2=1.3065 respectivamente, es de denotar que estas son medidas adimensionales. El procediemiento siguiente es realizar el diseño de cada una de las etapas de segundo orden considerando los factores de calidad dados en la tabla, lafrecuencia de corte deseada y considerando las siguientes condiciones de diseño de un filtro Butterworth de ganancia unitaria.
Ahora elegimos C=0.0022uF
De esta manera:
Valores Reales
1.2V
Respuesta al Escalón
(395.107u,1.0102) 1.0V
Como siguiente paso se van a acercar los resultados ideales de diseño a los más cercanos que se puedan conseguir en el mercado. Valores Ideales 44.10kΩ...
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