Filtros

Circuitos Electrónicos
Analógicos
Práctica 1

Centro Docente: Universidad Miguel Hernández
Carrera Universitaria: Grado en Ingeniería de Tecnologías de Telecomunicación
Práctica 1: Diseño de filtros analógicos
Fecha de entrega: 19 - 06 - 2012
Alumno: Cristian Herrera Acosta
DNI: 48717121 - Q
Alumno: Jorge Orlando Barreto Minganker
DNI: 48782896 - B

Índice:
1. Filtro Paso - BajoPasivo en Escalera
2. Filtro KHN
3. Filtro de Rechazo de Banda Estrecha en doble T

1. Filtro Paso - Bajo Pasivo en Escalera
Este tipo de filtro es un circuito formado por un conjunto de bobinas conectadas en serie
y un conjunto de condensadores conectados en paralelo, originando una forma
determinada (escalera). En cuanto a su funcionalidad, reside en las características del
filtro, demanera que se denomina Filtro Pasivo debido a que los componentes que lo
forman no amplifican la señal y Filtro Paso Bajo debido a que deja pasar las frecuencias
bajas y se carga las frecuencias altas, es decir, si superamos una cierta ω la atenuación
del filtro llega a reducir bastante la amplitud de la señal de entrada ≈ 0.

Diseño:
En lo que respecta al diseño, se pretende crear un filtropasivo de Butterworth de paso
bajo con un número mínimo de bobinas que cumpla con las siguientes especificaciones:
Atenuación de 3dB para un frecuencia fp = 20 khz
Atenuación de 40dB para una frecuencia fa = 60 khz
Es preciso comentar que el número total de bobinas y condensadores, debe coincidir con
el orden del filtro, de manera que los filtros de orden impar pueden diseñarse con un
númeromínimo de bobinas (fig.4.a) o pueden diseñarse con un número mínimo de
condensadores (fig.4.b)

- Parámetro de discriminación del filtro:

k=

=

= 9,97678 * 10-3

- Parámetro de selectividad del filtro:

ks =

ω

∗∗
∗∗

=

ω

∗
∗

= 0,3333

- Orden del filtro de Butterworth:

; n≥

n≥

,

,

∗

= 4,19354085

n=5

- Seleccionamos los valores normalizadosde las bobinas y condensadores
respecto a la tabla que nos dan en la práctica:

n=5
C1 = 0,6180 F
L2 = 1,618 H
C3 = 2,000 F

wc = 1 rad/s

L4 = 1,618 H
C5 = 0,6180 F
R=1Ω
- A continuación, es necesario aplicar un escalado de frecuencias ya que los
anteriores valores están normalizados a frecuencia angular 1 rad/s:

w’

αw

w’ = 2π*20*103*1 rad/s
’
α

C’

C/α

C’1 =4,92 µF
’
C’5 = 4,92 µF
’
C’3 = 15,9 µF

L’

L/α

L’2 = 12,9 µH
’
L’4 = 12,9 µH
’

w

Una vez terminado el diseño estaremos en disposición de montar y simular el circuito
con el programa Orcad Pspice Studio.

Simulación:
El programa Orcad Pspice es una herramienta bastante potente para los ingenieros,
puesto que nos permite diseñar en una plantilla y mediante librerías (lugardonde se
encuentran los componentes electrónicos) aquellos circuitos que en la realidad
montaríamos en una pequeña placa. Además del montaje nos permite la simulación del
circuito obteniendo: análisis en continua DC, en alterna AC, o sobre algunos parámetros
determinados como pueden ser tensiones (V) o corrientes (I), entre otros.
En esta primera simulación debemos montar un Filtro Paso – BajoPasivo cuya entrada
sea una fuente VAC, cambiaremos el valor por defecto de 1Vac a 2Vac tal y como nos
indica la práctica, dicho circuito estará formado por la asociación de resistencias,
condensadores y bobinas cuyos valores han sido obtenidos anteriormente en la parte de
diseño, todos estos componentes los encontraremos en el icono de la barra de
herramientas de la parte derecha Place Part/ Analog.

Cuando acabemos con el diseño crearemos una nueva simulación de carácter AC
logarítmico en un rango de frecuencias (1khz – 1Mhz, con 100 puntos por década) que
nos permitirá ver las tres bandas del filtro (banda de paso, banda de transmisión y
banda atenuada). Seguidamente conectaremos una sonda de tensión a la salida y
veremos la simulación.

a) ¿Cuál es el valor de la...