Filtro pasa alto

TEMA: Filtro pasa alto de primer orden

¿Qué es un filtro Activo?
Puede definirse un filtro como cualquier dispositivo que modifica de un modo determinado una señal que pasa a través de él.
Los filtros son circuitos capaces de controlar las frecuencias permitiendo o no el paso de éstas dependiendo de su valor.
Se llaman activos ya que constan de elementos pasivos, células R−C, y elementosactivos como el Amplificador Operacional.
Las células R−C están compuestas por una resistencia y un condensador y dependiendo del número de estas células usadas se determinará el orden del filtro así como su respuesta y su calidad.

Los filtros activos son sistemas nos permiten diseñar una gran cantidad de funciones de transferencia diferentes. Estos sistemas producen ganancia.Funcionamiento:
El funcionamiento de las células se basa principalmente en su actuación como divisor de tensión. Al aumentarla frecuencia de señal, la reactancia del condensador disminuirá y entrará más o menos tensión al Amplificador operacional, dependiendo de si es pasa altos o pasa bajos respectivamente.

Para cualquier tipo de filtros se emplean las siguientes definiciones:
* Frecuencia de corte.Es aquella en que la ganancia del circuito cae a −3 dB por debajo de la máxima ganancia alcanzada. En los filtros pasa y elimina banda existen dos: una superior y otra inferior.
* Banda pasante. Conjunto de frecuencias de ganancia superior a la de corte en un margen menor o igual a 3 dB.
* Calidad: especifica la eficacia del filtro, es decir, la idealidad de su respuesta. Se mide en dB /octava; dB / década. Lo ideal sería que tomara un valor de infinito.

Etapas para el diseño de un filtro:
El diseño de un filtro puede dividirse en cinco etapas:
a) Planteo: descripción informal del problema
b) Especificación: reformulación del problema en términos de una serie de parámetros cuantitativos característicos.
c) Aproximación: obtención de una función de atenuación quesatisfaga los parámetros especificados.
d) Síntesis: obtención de un circuito que realice la función obtenida en la etapa de aproximación.
e) Verificación: Confirmación del cumplimiento de las especificaciones funcionales y otras condiciones de proyecto.

Los parámetros característicos de un filtro son los siguientes:
* Ap: atenuación en dBs en la banda de paso
* As: atenuación endBs en la banda de rechazo
* fp: frecuencia a la que se presenta Ap
* fs: frecuencia a la que se presenta As

Respuesta en frecuencia:
En comparación con el filtro ideal, los filtros reales adolecen de los siguientes defectos:
* La transición entre la banda que se quiere dejar pasar y la que se quiere eliminar no es abrupta, sino que tiene una determinada pendiente que depende delnúmero de orden del filtro.
* La respuesta en fase no es lineal, esto aumenta la distorsión de la señal significativamente.
* La ganancia y la fase de un filtro puede ser optimizada para satisfacer uno de los siguientes tres criterios:
1. Una respuesta máxima plana en la banda de paso.
2. Una transición rápida entre la banda de la señal deseada y la no deseada.
3. Una respuestade fase lineal.

Ventajas:
* A menudo son más pequeños y menos costosos ya que no requieren inductores.
* Proveen una ganancia adicional a la misma frecuencia que los filtros RLC
* Pueden ser combinados con seguidores de voltaje para aislar cada etapa de un filtro para evitar el efecto de las fuentes o la impedancia de carga, este aislamiento permite diseñar etapas independientementey luego conectar en forma de cascada para obtener función de transferencia deseadas.

Desventajas:
* Menos confiables
* Se los utiliza hasta un rango de 100 Hz para que operen de manera confiable.
Se clasifican según su orden, es decir por el número de polos que tenga la función de transferencia

FILTRO PASA ALTOS DE PRIMER ORDEN:
I2
I1

Si reemplazamos las impedancias tenemos...