Explicar los pasos necesarios para el diseño de un circuito

Explicar los pasos necesarios para el diseño de un circuito
Explicar los pasos necesarios para el diseño de un circuito real, por ejemplo un filtro de frecuencia pasiva RLC aplicando conceptos de resonancia.


Implementación:
Un circuito simple de este tipo de filtros es un circuito RLC (resistencia, bobina y condensador) en el que se deja pasar la frecuencia de resonancia, que sería lafrecuencia central (fc) y las componentes frecuenciales próximas a ésta, en el diagrama hasta f1 y f2. No obstante, bastaría con una simple red resonante LC.

Otra forma de construir un filtro paso banda puede ser usar un filtro paso bajo en serie con un filtro paso alto entre los que hay un rango de frecuencias que ambos dejan pasar. Para ello, es importante tener en cuenta que la frecuencia decorte del paso bajo sea mayor que la del paso alto, a fin de que la respuesta global sea paso banda (esto es, que haya solapamiento entre ambas respuestas en frecuencia).

Un filtro ideal sería el que tiene unas bandas pasante y de corte totalmente planas y unas zonas de transición entre ambas nulas, pero en la práctica esto nunca se consigue, siendo normalmente más parecido al ideal cuando mayorsea el orden del filtro, para medir cuanto de "bueno" es un filtro se puede emplear el denominado factor Q. En filtros de órdenes altos suele aparecer un rizado en las zonas de transición conocido como efecto Gibbs.

Un filtro paso banda más avanzado sería los de frecuencia móvil, en los que se pueden variar algunos parámetros frecuenciales, un ejemplo es el circuito anterior RLC en el que sesustituye el condensador por un diodo varicap o varactor, que actúa como condensador variable y, por lo tanto, puede variar su frecuencia central.

Realmente resulta realmente complicado construir un filtro paso banda ideal (y, en general, filtros de respuesta ideal) en el mundo analógico, esto es, a base de componentes pasivos como inductancias, condensadores o resistores, y activos comooperacionales o simples transistores. Sin embargo, si nos trasladamos al procesado digital de señales, resulta sorprendente ver cómo podemos construir respuestas en frecuencia prácticamente ideales, ya que en procesado digital de señal manejamos realmente vectores con valores numéricos (que son señales discretas en el tiempo), en lugar de señales continuas en el tiempo. Todo ello, no obstante, tiene unalimitación importante: cuanto mayor precisión se requiera, mayor frecuencia de muestreo necesitaremos, y ello directamente implica un consumo de RAM y CPU superiores. Por ello, al menos con la tecnología de la que hoy día disponemos, resultaría inviable implementar filtros digitales ideales para radiofrecuencia, aunque en procesado de audio digital sí es posible, dado que el rango de frecuenciasque ocupa no supera los 20 kHz.
1) Armar el siguiente circuito cuidando de alimentar adecuadamente con +/- 12V sus terminales y filtrando los mismos:

2) Conéctale a la entrada Vs una señal senoidal de 200mVpp y 100Hz.

Hemos conectado dicha señal al circuito.

3) Medí la tensión de salida, averiguá la ganancia de tensión expresandola en veces y dB. Medí el desfasaje que sufre la señal deentrada. Expresá ese valor en grados sexagecimales

Tensión de salida: 1,6V
Ganancia de tensión expresada en veces: 8
Ganancia expresada en dB: 18 dB
Desfasaje: 180°
4 y 5) Repetí elpunto anterior para no menos 20 frecuencias distintas. Aumentá el número de mediciones donde se observe un cambio significativo en algunas de ellas.
Elaborá una tabla donde reflejen estas mediciones y cálculos demanera ordenada y clara.

La frecuencia de corte del circuito se calcula realizando la siguiente cuenta:

fc=1/(2pi*R*C)

En este circuito, el valor de fc es de 160Hz.

6) En base a esta tabla realizá dos gráficas:
a) Una gráfica donde se muestre la variación de la ganancia expresada en dB (eje y), en función de la frecuencia (eje x). Para ellos usá un gráfico semilogarítmico. Eje y...