filtros activos

DEPARTAMENTO DE TEORÍA
DE LA SEÑAL Y
COMUNICACIONES

ANÁLISIS Y SÍNTESIS DE CIRCUITOS

TEMA 3
Filtros activos. Fundamentos

INDICE
1. El Amplificador Operacional. ...........................................................1
1.1. El Amplificador Operacional Ideal.............................................................. 1
1.2. El Amplificador OperacionalReal............................................................... 2
1.2.1. Ganancia Dependiente de la Frecuencia. ............................................................ 2
1.2.2. Otras Características No Ideales........................................................................... 4
1.3. Bloques Activos Usando AA.OO. ................................................................ 5

2. Amplificadores deTransconductancia. .......................................... 13
2.1. Bloques activos utilizando transconductancias..........................................16

3. Funciones de Transferencia de Secciones de 1er Y 2º Orden.......... 19
3.1. Funciones de Transferencia de 1er Orden ...................................................19
3.1.1. Sección paso bajo de primer orden....................................................................19
3.1.2. Sección paso alto de primer orden .....................................................................20
3.2. Secciones de 2º Orden.................................................................................21

4. Sensibilidad.....................................................................................26
4.1.Definición................................................................................................... 26
4.2. Propiedades................................................................................................ 30
4.3. Producto Ganancia - Sensibilidad.............................................................. 32
4.4. Sensibilidad de la Función deTransferencia............................................. 34
4.5. Sensibilidad en Filtros Activos de 2º Orden. ............................................. 35
4.6. Filtros de Orden Superior........................................................................... 40

TEMA 3: Filtros activos. Fundamentos

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1. El Amplificador Operacional.
Una de las alternativas al diseño de filtros pasivos RLC es el diseño de filtros conelementos activos sin necesidad de la utilización de bobinas (elemento cuyo comportamiento
es el menos ideal de los tres, sobretodo cuando trabaja en bajas frecuencias). Estos son los
llamados “filtros activos” o “filtros activos RC”. Los elementos fundamentalmente usados
para su diseño son los AA.OO.. Además generalmente se utilizan AA.OO. para la realización
de otros elementos activos(conversores de impedancia generalizados).
Dedicaremos este punto al estudio del A.O. como un elemento descrito por su relación
entrada-salida, sin importar su configuración interna. Comenzaremos el estudio por el A.O.
ideal para introducir después las características no ideales más importantes así como su
incidencia en el diseño de filtros. Finalmente analizaremos algunos de los bloques más
utilizadoscuyo diseño está basado en los A.A.O.O..

1.1. El Amplificador Operacional Ideal.
El A.O. es una fuente de tensión controlada por tensión con un único terminal de
salida (V0) y dos terminales de entrada (V+ o entrada no inversora y V- o entrada inversora).
Además presenta dos terminales de alimentación (±Vcc), un terminal de masa y en
determinados casos otros de ajuste de offset,compensación en frecuencia que en principio no
nos interesa.

El funcionamiento ideal del A.O. viene determinado por:
V0 = A( V + − V − )

con

I+ = I− = 0

donde A es la ganancia del A.O. que idealmente toma el valor infinito ( A → ∞) para todo
margen de frecuencias de trabajo.

La impedancia de entrada es infinita y la de salida será nula ( R i = ∞ y R 0 = 0) .
Además si A → ∞ ⇒ V + − V −...