filtros digitales







ANÁLISIS DE FILTROS ACTIVOS
ELECTRONICA ANALOGO-DIGITAL















Introducción.

Luego de analizar las diversas aplicaciones de los amplificadores operacionales (AOP), surge la natural necesidad de contar con algún dispositivo capaz de seleccionar las señales que son necesariaspara algún análisis o circuito y dejar fuera aquellas que generan distorsión a la señal deseada.
Esto queda más claro cuando en la vida diaria vemos la importancia de contar con una comunicación clara como ocurre a través de la línea telefonica mientras hablamos, eliminando todos aquellos ruidos generados dentro o a través del dispositivo y que ensucian nuestra comunicación, llamado “ruido”.Por lo tanto, a través de este análisis veremos las diversas respuestas que tienen distintos tipos de filtros y como la correcta selección de estos puede ayudarnos para realizar circuitos más eficientes y/o entender como en determinados circuitos los llamados “filtros activos” juegan un papel fundamental.
Comenzaremos por realizar los cálculos necesarios para los cuales, es necesario remitirse ala guía entregada en clases (Filtros activos 1: fundamentos), y luego a mediante simuladores corroborar si estos son correctos y finalmente como afectan nuestra visión de la electrónica análoga.
Los simuladores empleados serán los siguientes:
1.- Filter pro desktop (Texas instruments 3.1.0)
2.- Filter wiz lite.

















1.- Definiciones:
Un filtro es un dispositivonormalmente de dos puertos, cuya misión principal es seleccionar/rechazar una determinada banda frecuencial deseada/no deseada. Para ello, existen diferentes tipos de filtro en función de las bandas frecuenciales que queramos eliminar. Así, podemos clasificar en términos de su función cuatro categorías, los filtros paso bajos, paso bandas, paso altas y para bandas.

Cada tipo de filtro tiene uncomportamiento característico y se espera llegar al comportamiento ideal según se muestra en la fig.

dB.





Fc Freq.

Sin embargo, la realidad es que solo podemos aproximarnos de acuerdo a la siguiente fig.
dB.




Fc Freq.Siendo la aproximación tanto mejor cuanto más se aproxime a la ideal. Cuanto mejor se desee la aproximación más alto es el orden del filtro y más complicado el circuito.

Cuanto mejor es la aproximación de un filtro al comportamiento ideal que se espera de él, mayor es el orden de ese filtro. Ese orden del filtro representa el grado del polinomio de la función de transferencia que lo caracteriza.Esto no implica que dispongamos de filtros de todos los órdenes, basta con tener filtros de orden 1 y de orden 2, de manera que cualquier otro orden se puede conseguir por la unión de los anteriores.
Vemos, por tanto, que en el momento de diseñar un filtro hay que tener varias cosas en cuenta. La primera es la frecuencia de corte que se desea. Desde el punto de vista matemático puede tenercualquier valor pero no desde el punto de vista de la estabilidad del circuito. Se han desarrollado diferentes técnicas que permiten conocer de forma predeterminada de qué forma puede ser el filtro. En concreto, existen tres criterios ya muy estudiados que son los que mejores prestaciones dan. Estos son los de Chebyshev, Bessel y Butterworth. Para ver cuál elegir se estudian desde dos puntos de vista:por un lado la forma de la representación de la función de transferencia frente a la frecuencia y por otro la respuesta que dan a una entrada pulso.





La representación de la función de transferencia en los tres casos es:




Durante el desarrollo de este trabajo nos centraremos en las aproximaciones Chebyshev, y Butterworth, que son las más tratadas en el apunte entregado en...