Filtros de primer orden

2012

Reporte de Práctica
Practica No. 6 “FILTROS DE PRIMER ORDEN”

Electrónica Analógica III A872M Ing. Electrónica M.C. Raúl Antonio Ortiz

Didhier Eduardo Montiel Quintero (09230787)

Didhier Didhi Inc. 23/07/2012

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OBJETIVOS

Diseñar e implementar filtros pasa bajas y pasa altas de primer orden en sus configuraciones inversora y no inversora, para entender su comportamientode respuesta en frecuencia.

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NOCIONES TEORICAS

Un filtro es un circuito con al menos un elemento reactivo (inductor o capacitor). Un circuito con solo un elemento reactivo es un "filtro de primer orden", si el circuito tiene dos elementos reactivos es un "filtro de segundo orden", etc. La diferencia que existe entre un filtro de primer orden y un filtro de orden mayor es la curva derespuesta de frecuencia. Como se ve del diagrama, las frecuencias de corte (f1 y f2 para la curva negra y f3 y f4 para la curva roja) no necesariamente indican que las frecuencias tanto a la izquierda de f1 y f3 y a la derecha de f2 y f4 están completamente eliminadas. La curva en ambos casos desciende lentamente hasta su nivel más bajo. Lo ideal sería que el filtro tuviera una forma más cuadrada demanera que las frecuencias indeseables fueran totalmente eliminadas. Para lograr esto se incrementa el orden de los filtros (hay más elementos reactivos: bobinas y condensadores). Este tipo de filtro es muy útil en muchos casos, pero hay otros en donde la señal a filtrar no es muy potente y la esta va perdiendo energía con forme avanza por las diferentes etapas del filtro. Para estos casos es mejorutilizar "filtros activos".

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DESARROLLO 1) Diseñe los filtros de primer orden de las figuras siguientes, asumiendo que el capacitor C=0.001µF y la frecuencia de corte ωc igual a sus dos últimas cifras de su número de control, en el orden de los kilohertz y una ganancia de 20dB en la banda de paso correspondiente. Asuma también un valor de resistencias comerciales, haciendo el ajustenecesario de la ωc.

Para el circuito pasa bajas (la imagen de la izquierda), para R1 se utilizo un valor de 2.2KΩ, para R2 se manejo el valor de 5.6KΩ y para el capacitor C, aunque la practica originalmente manejaba el valor de 0.01µF, el profesor nos indico que se tenía que cambiar por uno con un valor de 0.001µF. y para el circuito pasa altas (imagen de la derecha) R1 y R2 se manejaron con unvalor de 100KΩ y el mismo valor del capacitor C de 0.001µF. Esta práctica también manejaba una Vi de 400mVpp, y el profesor también nos hizo la observación de que se modificaría por un valor de 1Vpp.

2) Una vez diseñado el filtro, impleméntelo y asuma que el voltaje de alimentación de Vcc es de ±15V. 3) Coloque el generador de funciones en la entrada del circuito, considerando una señal senoidalcon amplitud de 1Vpp constante en todo el rango de frecuencias a evaluar. 4) Efectué las mediciones de la señal en la salida, utilizando el CH-B del osciloscopio, asegúrese que el CH-A este puesto en la entrada del circuito. La señal de entrada no debe variar su valor en amplitud en todo el rango de frecuencias a evaluar. NOTA: el rango de frecuencias a evaluar estará determinado desde 10Hz hasta laωc, y después de esta en incrementos de décadas de frecuencia hasta el punto donde la magnitud de la señal de salida del filtro es de 1/10 del valor calculado en base a la ganancia en el rango de la banda de paso, según el tipo de filtro implementado. 5) Vaciar en una tabla (magnitud Vi, frecuencia de entrada, magnitud Vo y ganancia calculada y medida) de los valores obtenidos prácticos de todaslas mediciones del inciso anterior. Mida además la fase en el punto donde se alcanza la ωc; utilizando el método de Lissajous.

TABLA DE RESULTADOS (FILTRO PASA BAJAS) fi Vi Vo K dB
10Hz 20Hz 40Hz 60Hz 80Hz 100Hz 200Hz 400Hz 600Hz 800Hz 1KHz 2KHz 4KHz 6KHz 8KHz 10KHz 20KHz (Fc) 28.42KHz 40KHz 60KHz 80KHz 100KHz 200KHz 400KHz 1MHz 1.00V 1.00V 1.00V 1.00V 1.00V 1.00V 1.00V 1.00V 1.00V 1.00V...