Filtros activos calculo

FILTROS ACTIVOS

Un filtro es un cuadripolo capaz de atenuar determinadas frecuencias del espectro de la señal de entrada y permitir el paso de las demás.
Se denomina espectro de una señal a su descomposición en una escala de amplitudes respecto de la frecuencia, y se hace por medio de un análisis matemático (Series de Fourier), o poder observarlas por medio de un analizador de espectro. Elosciloscopio es un instrumento que analiza una forma de onda en función del tiempo, el analizador lo hace en función de la frecuencia.

Comparación de los filtros pasivos con los activos

a) Permite eliminar las inductancias que, en bajas frecuencias son voluminosos, pesados y elevado costo.
b) Facilitan el diseño de filtros complejos mediante la asociación de etapas simples.
c)Proporcionan una gran amplificación de la señal de entrada (ganancia), lo que es importante al trabajar con señales de niveles bajos.
d) Permiten mucha flexibilidad en los proyectos.

Inconvenientes.

a) Exigen una fuente de alimentación
b) Su respuesta de frecuencia está limitada por la capacidad de los AO, utilizados.
c) Es imposible su aplicación en sistemas de media y altapotencia (por ejemplo, en los filtros que utilizan los conversores e inversores constituidos con tiristores que se utilizan en la industria).

CLASIFICACIÓN

1.- Filtros Pasa Bajo. Solo permiten el paso de las frecuencias inferiores a una determinada frecuencias fc (denominada de corte). Las frecuencias superiores resultan atenuadas.

2.- Filtros Pasa Altos. Deja pasar las frecuencias que sehallan por encima de una determinada fc (de corte) atenuando las inferiores.

3.-Filtros Pasa Banda. Permite el paso de frecuencias situadas dentro de una banda delimitada por una frecuencia de corte inferior (f ic) y otra superior (f sc). Las frecuencias que estén fuera de esta banda son atenuadas.

4.- Filtro Rechazo de Banda. Permite el paso de las frecuencias inferiores y superiores a dosfrecuencias determinadas, que se denominan de corte inferior y superior, respectivamente. Son atenuadas las frecuencias comprendidas en la banda que delimitan f ci y f cs .

Amplitud Amplitud

PASA BAJO PASA ALTO

ff

Amplitud Amplitud

PASA BANDA RECHAZO DE BANDA

f ic fo f sc f ic f sc

FILTROS ACTIVOS

Filtro Pasa Bajo de Primer Orden (VCVS)

[pic]
La ganancia de este circuito, K, viene dada por lafórmula
R3
K = 1 + ------ Ec. (1)
R2

Por otra parte, para minimizar los efectos de la tensión OFFSET, de entrada imponemos la condición.
R2* R3
R1 = ---------- Ec. (2)
R2 + R3Puede demostrarse que R1 está relacionado con la frecuencia de corte mediante la formula.
1
R1 = ----------- Ec. (3)
b Wc C

donde b es una constante que determina el tipo de función – respuesta para filtros de orden n > = 2 . Si se despeja R 3 en la ecuación (1), y se reemplaza en laecuación (2), despejando R 2, se obtiene

K
R 2 = ---------- R1 Ec. (4)
K - 1

Despejando R2 de la ecuación de la ecuación (1), sustituyendo en la ec. (2), y volviendo a despejar, en este caso R3:

R3 = K R1

NOTA: En este caso todo el análisis, es válido para toda ganancia, K > 1....