filtros activos

FILTROS ACTIVOS
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 pasivo.
Los circuitos pasivos contienen sólo resistores, inductores y capacitores.
Los circuitos activos, emplean transistores o amplificadores operacionales más resistores, inductores ycapacitores. Los inductores no se utilizan a menudo en los filtros activos, debido a que son voluminosos, costoso y pueden tener componentes resistivos grandes.
Hay 4 tipo de filtros:
Pasa Bajas
Pasa Altas
Pasa Banda
Elimina Banda
En la figura 11-1 se ilustran las gráficas de respuesta en frecuencia de los 4 tipos de filtros.
Un filtro pasabajas es un circuito que tiene un voltaje de salidaconstante desde cd hasta un frecuencia de corte Fc. Conforme la frecuencia aumenta arriba de Fc, el voltaje de salida se atenúa. En la figura se muestra una gráfica de la magnitud del voltaje de salida de un filtro pasabajas en función de la frecuencia. La línea continua es la gráfica para el filtro pasabajas ideal, en tanto que las líneas punteada indican las curvas para los filtros pasabajasprácticos. El alcance de frecuencia que se transmiten se conoce como pasa-banda. Las frecuencia que se atenúan se conoce como rechazabanda. La frecuencia de corte Fc, también se denomina: frecuencia 0.707, frecuencia a -3db o frecuencia de esquina.
Los filtros pasa-altas atenúan el voltaje de salida para todas las frecuencia debajo de la frecuencia de corte Fc. Arriba de Fc, la magnitud del voltajede salida es constante. La figura es la gráfica para filtros pasabajas ideal y practico. La línea continua es la curva ideal, mientras que las curvas punteadas muestran como los filtros prácticospasa altas pueden desviarse del ideal.
Los filtros pasa-banda permiten pasar solo una banda de frecuencia mientras atenúan todas las demás. Los filtros rechazabanda se comportan exactamente de maneraopuesta; esto es, rechazan una banda especifica de frecuencias mientras que pasan todas las que se encuentran fuera de ella. Las gráficascaracterísticas de respuesta de frecuencia para los filtros pasa-banda y rechaza banda, se muestran en la figura 11-1(c)y(d). como antes, la línea continua representa la gráfica ideal, en tanto que las líneas punteadas muestran las curvas prácticas.



Respuestaen frecuencia para 4 categorías de filtros
FILTRO BÁSICO PASABAJAS
Introducción
El circuito en la figuraes un filtro activo pasabajas de uso común. Elfiltrado se hace con el circuitoRC y el amplificador operacional se utiliza comoamplificador de ganancia unitaria: La resistencia Rfesigual aR y se incluye parala desviación de cd. La reactancia capacitiva es infinita y la trayectoriaderesistenciade cd a tierra para ambas terminales de entrada debe ser igual (véase sección (9-4)).El voltaje diferencial entre 2 y 3 es en esencia, 0 V. Por tanto, el voltaje a travésdel capacitor C es igualal voltaje de salida V0, debido a que este circuito es un seguidor de voltaje. Ei sedivide entre R y C. ElVoltaje en el capacitor es igual a Vo y es


donde w es la frecuencia de Ei en radianes porsegundo (w =2πf) y j es igual a . Ordenando laecuación (11-a) para obtener la ganancia de voltaje de lazocerrado Acl, se obtiene


Para mostrar que el circuito en la figura 11-2(a) es un filtro pasabajas, considerecómo varía Acl en laecuación (11-Ib) conforme cambia la frecuencia. A frecuencias muy bajas, esto es, conforme w seaproxima a 0,|Acl|=1y a muy altasfrecuencias, conforme w se aproxima ainfinito, |Acl| = 0. (|•|significa magnitud).
La figura 11-2(b) representa lagráfica|Acl| en función de w y se muestra quepara frecuenciasmayores que la de corte wc |Acl| disminuye a una tasa de20 dB/década. Esto equivale a decir que laganancia de voltaje se divide entre 10cuando la frecuencia de o se incremente por 10.
Diseño del filtro
La frecuencia de corte Wc se define como la frecuencia...