Filtros Butterworth
Páginas: 5 (1161 palabras)
Publicado: 13 de abril de 2015
Introducción
La teoría de los filtros es una de las áreas mas importantes y mas usada en Electrónica desde los orígenes, esto se debe a la necesidad de poder controlar y limitar las señales eléctricas en el dominio de la frecuencia, para que un sistema responda de diferente manera para señales de una frecuencia o de otra.
Objetivos
Conocer la utilización de los filtros butterworth.
Aprenderlas características que diferencia a los filtros butterworth.
Filtros Butterworth
Filtro Butterworth
CONCEPTO
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 dBpor década (ó ~6n dB por octava), donde n es el número de polos del filtro.
La respuesta en frecuencia de un filtro Butterworth es muy plana (no posee ondulaciones) en la banda pasante, y se aproxima del cero en la banda rechazada. Cuando visto en un gráfico logarítmico, esta respuesta desciende linealmente hasta el infinito negativo. Para un filtro de primera orden, la respuesta varía en −6 dBpor octava (−20 dB por década). (Todos los filtros de primera orden, independientemente de sus nombres, son idénticos y poseen la misma respuesta en frecuencia.) Para un filtro Butterworth de segunda orden, la respuesta en frecuencia varía en −12 dB por octava, en un filtro de tercera orden la variación es de −18 dB, y así por delante. Los filtros Butterworth poseen una caída en su magnitud comouna función lineal con ω.
El Butterworth es el único filtro que mantiene el mismo formato para órdenes más elevadas (sin embargo con una inclinación más íngreme en la banda atenuada) mientras otras variedades de filtros (Bessel, Chevyshev, elíptico) poseen formatos diferentes para órdenes más elevadas.
Comparado con un filtro chevyshev del Tipo I/Tipo II o con un filtro elíptico, el filtroButterworth posee una caída relativamente más lenta, y por lo tanto irá a requerir una orden mayor para implementar uno especificación de banda rechazada particular.
Sin embargo, el filtro Butterworth presentará una respuesta en fase más lineal en la banda passante del que los filtros Chebyshev del Tipo I/Tipo II o elípticos.
APLICACIONES
Filtros paso bajo (MATLAB)
Filtro de Butterworth de orden nCae al 50% de su máximo en la frecuencia de corte (D (u,v) =D0)
Característica
Las transiciones a la frecuencia de corte Do no son bruscas
En diversas aplicaciones de los filtros pasa bajas se necesita que la ganancia en lazo cerrado se aproxime lo más posible a la unidad dentro de la banda de paso.
Para este tipo de aplicación lo mejor es el filtro Butterworth.
A este tipo de filtro tambiénse le conoce como filtro máximamente plano o planoplano.
En la figura 11.3 se muestra la respuesta a la frecuencia ideal (línea continua) y la respuesta a la frecuencia real (líneas punteadas) de tres tipos de filtros Butterworth.
Conforme las atenuaciones se van volviendo más pronunciadas, podemos ver que se aproximan más al filtro ideal.
Sin embargo, éste no es el diseño más económico, yaque para ello se necesitan dos amplificadores operacionales.
Se puede construir un filtro Butterworth utilizando só1o un amplificador operacional y cómo obtener así una atenuación de 40 dB/década.
Los filtros Butterworth no se diseñan para mantener un ángulo de fase constante en la frecuencia de corte.
FILTRO PASA BAJO DE SEGUNDO ORDEN
DESCRIPCIÓN Y ANÁLISIS
Este tipo de filtros en realidada lo que se dedica es a eliminar ruidos externos, ayudan a evitar la contaminación de la red por causa de algunos ruidos
El filtro de Butterworth más básico es el típico filtro pasa bajo de primer orden, el cual puede ser modificado a un filtro pasa alto o añadir en serie otros formando un filtro pasa banda o elimina banda y filtros de mayores órdenes.
Según lo mencionado antes, la respuesta...
La teoría de los filtros es una de las áreas mas importantes y mas usada en Electrónica desde los orígenes, esto se debe a la necesidad de poder controlar y limitar las señales eléctricas en el dominio de la frecuencia, para que un sistema responda de diferente manera para señales de una frecuencia o de otra.
Objetivos
Conocer la utilización de los filtros butterworth.
Aprenderlas características que diferencia a los filtros butterworth.
Filtros Butterworth
Filtro Butterworth
CONCEPTO
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 dBpor década (ó ~6n dB por octava), donde n es el número de polos del filtro.
La respuesta en frecuencia de un filtro Butterworth es muy plana (no posee ondulaciones) en la banda pasante, y se aproxima del cero en la banda rechazada. Cuando visto en un gráfico logarítmico, esta respuesta desciende linealmente hasta el infinito negativo. Para un filtro de primera orden, la respuesta varía en −6 dBpor octava (−20 dB por década). (Todos los filtros de primera orden, independientemente de sus nombres, son idénticos y poseen la misma respuesta en frecuencia.) Para un filtro Butterworth de segunda orden, la respuesta en frecuencia varía en −12 dB por octava, en un filtro de tercera orden la variación es de −18 dB, y así por delante. Los filtros Butterworth poseen una caída en su magnitud comouna función lineal con ω.
El Butterworth es el único filtro que mantiene el mismo formato para órdenes más elevadas (sin embargo con una inclinación más íngreme en la banda atenuada) mientras otras variedades de filtros (Bessel, Chevyshev, elíptico) poseen formatos diferentes para órdenes más elevadas.
Comparado con un filtro chevyshev del Tipo I/Tipo II o con un filtro elíptico, el filtroButterworth posee una caída relativamente más lenta, y por lo tanto irá a requerir una orden mayor para implementar uno especificación de banda rechazada particular.
Sin embargo, el filtro Butterworth presentará una respuesta en fase más lineal en la banda passante del que los filtros Chebyshev del Tipo I/Tipo II o elípticos.
APLICACIONES
Filtros paso bajo (MATLAB)
Filtro de Butterworth de orden nCae al 50% de su máximo en la frecuencia de corte (D (u,v) =D0)
Característica
Las transiciones a la frecuencia de corte Do no son bruscas
En diversas aplicaciones de los filtros pasa bajas se necesita que la ganancia en lazo cerrado se aproxime lo más posible a la unidad dentro de la banda de paso.
Para este tipo de aplicación lo mejor es el filtro Butterworth.
A este tipo de filtro tambiénse le conoce como filtro máximamente plano o planoplano.
En la figura 11.3 se muestra la respuesta a la frecuencia ideal (línea continua) y la respuesta a la frecuencia real (líneas punteadas) de tres tipos de filtros Butterworth.
Conforme las atenuaciones se van volviendo más pronunciadas, podemos ver que se aproximan más al filtro ideal.
Sin embargo, éste no es el diseño más económico, yaque para ello se necesitan dos amplificadores operacionales.
Se puede construir un filtro Butterworth utilizando só1o un amplificador operacional y cómo obtener así una atenuación de 40 dB/década.
Los filtros Butterworth no se diseñan para mantener un ángulo de fase constante en la frecuencia de corte.
FILTRO PASA BAJO DE SEGUNDO ORDEN
DESCRIPCIÓN Y ANÁLISIS
Este tipo de filtros en realidada lo que se dedica es a eliminar ruidos externos, ayudan a evitar la contaminación de la red por causa de algunos ruidos
El filtro de Butterworth más básico es el típico filtro pasa bajo de primer orden, el cual puede ser modificado a un filtro pasa alto o añadir en serie otros formando un filtro pasa banda o elimina banda y filtros de mayores órdenes.
Según lo mencionado antes, la respuesta...
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