Tipos de filtros

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UNIDAD III. FILTROS

* Conceptos básicos
Un filtro es un circuito diseñado para dejar pasar una banda de frecuencias especificada, mientras atenué todas las señales fuera de esta banda. los circuitos de filtros pueden ser activos o pasivos. Los circuitos de filtro pasivos contienen solo resistores, inductores y capacitores. los filtros activos emplean transistores o amplificadoresoperacionales.
Hay cuatro tipos de filtros: pasa-bajos, pasa-altos, pasa-banda y elimina-banda.
Un filtro pasa-bajos es un circuito que tiene un voltaje de salida constante desde cd hasta una salida de corte fc. Conforme la frecuencia aumenta arriba de fc, el voltaje de salida se atenúa.
El alcance de frecuencias que se transmiten Se conoce como pasa-banda. Las frecuencias que se atenúan se conocencomo rechaza-banda. La frecuencia de corte de fc, también se denomina frecuencia 0.707, frecuencia a -3dB.
Los filtros pasa-altos atenúan el voltaje de salida para todas las frecuencias abajo de la frecuencia de corte fc.
Arriba de fc, la magnitud del voltaje de salida es constante. Permiten pasar solo una banda de frecuencia mientras atenúan todas las demás, los filtros rechaza-banda secomportan exactamente de manera opuesta; esto es, rechazan una banda específica de frecuencia mientras que pasan todas las que se encuentran fuera de ella.

* Clasificación y tipos
FILTRO BASICO PASABAJOS
El filtrado se hace con el circuito RC y el amp op se utiliza como amplificador de ganancia unitaria. La resistencia Rf es igual a R y se incluye para la desviación de cd.

El voltajediferencial entre 2 y 3 es 0V, por tanto el voltaje a través del capacitor C es igual al voltaje de salida de V0, y ω es la frecuencia de Ei en radianes por segundo (ω =2 π f) y j es igual a

A frecuencias muy bajas esto es conforme se aproxima a 0, =1, ya a muy altas frecuencias, conforme aproxima a infinito, =0.

L a frecuencia de corte se define como la frecuencia de Ei donde se reduce a0.707 veces su valor a baja frecuencia. La frecuencia de corte se evalua mediante

Donde es la frecuencia de corte en radianes por segundo, fc es la frecuencia de corte en hertz, R esta en ohms y C en faradios. La ecuación puede reordenarse para encontrar R:

RESPUESTA DEL FILTRO
El valor de ACL a se encuentra al hacer
Acl==
Por tanto la magnitud de Acl a
|Acl|==0.707=-3dB y el angulo defase es -45°.
En la tabla 11.1 se presenta la magnitud y el angulo de fase para diferentes valores de ω entre
0.1ωc y 10ωc.

FILTRO BUTTERWORTH
En muchas aplicaciones de filtro pasa bajo, es necesaria que la ganancia en lazo cerrado este tan próxima como sea posible de 1 dentro del pasabanda. El filtro Butterworth es el mas adecuado para este tipo de aplicaciones. También se denominafiltro de máximo plano o filtro plano-plano.

Dos filtros activos similares a la fig anterior pueden acoplarse para dar una atenuación de -40 dB/década.
Los filtros Butterworth no se diseñan para mantener un ángulo de fase constante a la frecuencia de corte. Un filtro Butterworth de -40dB/década tiene un ángulo de fase de -90° a y un filtro de -60dB/década tiene un angulo de fase de -135° a . Portanto para cada incremento de -20dB/década, el angulo de fase se incrementara en -45° a

El amplificador operacional se conecta para una ganancia unitaria de cd. Se incluye la resistencia Rf para la desviación de cd, el circuito del amplificador operacional es básicamente un seguidor de voltaje, el voltaje a través de C1 es igual al voltaje de salida Vo

FILTROS BUTTERSWORTH PASAALTOS
Unfiltro pasaaltos es un circuito que atenua todas las señales debajo de una frecuencia de corte ωc especificada y deja pasar todas las señales cuyas frecuencias estén arriba de la frecuencia de corte. El angulo de corte para un circuito de 20dB/década es 45° a ωc. El angulo de fase a la frecuencia de corte aumenta +45° por cada aumento de 20dB/década.
FILTRO DE 20Db/década
La resistencia de...
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