filtros

Filtros Activos

José Gómez Quiñones

Filtros Pasivos
R1
vi

vo

1k
C1
1n

| H ( w) |=

1
1 + r 2 w2c 2
José Gómez Quiñones

1

Función de Transferencia

José Gómez Quiñones

Ventajas
Filtros Pasivos
•
•
•
•

Baratos
Fáciles de Implementar
Respuesta aproximada a la función ideal
Muy utilizados en aplicaciones de altas
frecuencias y aplicaciones de potenciaJosé Gómez Quiñones

2

Desventajas
Filtros Pasivos
• Respuesta a la frecuencia puede tener
variaciones importantes a la función ideal
• La respuesta a la frecuencia esta limitada
al valor de los componentes pasivos
• Elementos como inductancias son difíciles
de conseguir y sus valores se incrementan
en bajas frecuencias

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Filtros Activos

ZA

2

-

3R1

+

V+

OUT

1

vo

U1A

4

vi

V-

11

ZF

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3

Ventajas sobre Filtros Pasivos
• Bajo costo
• Cascada: Como tienen buen aislamiento, los
filtros complejos pueden ser divididos en etapas
simples, permitiendo que cada sección sea
diseñada por separado y luego puesta en
cascada de manera que la función de
transferencia total llegue a ser elproducto de la
función de transferencia de las etapas
• Ganancia: Los filtros activos pueden producir
ganancia conforme sea necesario

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Desventajas
• Fuente de Alimentación: Se requiere para
todos los filtros activos
• Limitaciones de señal: El op-amp tiene
límites de señal a partir de los cuales
comienzan a surgir no linealidades
• Límites de Frecuencia: Un op-ampno
puede responder a altas frecuencias, su
frecuencia de corte puede ser demasiado
pequeña para una aplicación en particular.
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4

Clasificación de los Filtros Activos
• Orden
– La función de transferencia H(s) de un circuito
lineal puede expresarse como el cociente de dos
polinomios:

B0 + B1s + B2 s 2 K + Bm s m
H ( s) =
A0 + A1s + A2 s 2 K + An s n
Donde nsiempre es mayor o igual a m

– El orden de un filtro activo se define como el grado
del polinomio del denominador de H(S)
– Entre mayor sea el orden del filtro, más parecidas
serán sus características a las de un filtro ideal.
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Clasificación
• Por tipo de Aproximación en |H(w)|
– Consiste en la selección de una función matemática de
un filtro activo que aproxime encierto grado alguna
característica de la respuesta a la frecuencia H(w) de un
filtro ideal
Si fi,tot(t) es la señal de entrada en un filtro ideal y fi(t) es
la componente de la señal de entrada formada por todas
las frecuencias deseables, entonces el filtro, siendo
ideal, debe ser capaz de transmitir esta señal fi(t) sin
distorsión hasta su salida.

f o (t ) = Kf i (t − to )

Donde K esla ganancia, y t0 es el retraso del filtro
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5

Clasificación
|H(w)| deberá ser igual a una constante K,
diferente de 0, en el rango de frecuencias de fi
(Banda o Bandas de Paso), y por supuesto 0
para el resto de las frecuencias (Banda o
Bandas de rechazo)
La característica de fase del filtro, deberá ser
lineal al menos en la Banda de Paso
Las aproximacionesclásicas de magnitud son :
Butterworth, Chebyshev, Chebyshev Inversa y
Cauer (Elíptica)
La aproximación clásica de fase es Thompson
(Bessel)
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Clasificación
• Localización de la Banda o Bandas de
Paso y Banda o Bandas de Rechazo
– Los filtros activos normalmente caen dentro
de alguna de las siguientes cinco categorías

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6

Filtro Paso Bajo
H(w)W
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Filtro Paso Alto
H(w)

W
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7

Filtro Paso Banda
H(w)

W
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Filtro Rechazo de Banda
(Notch)
H(w)

W
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8

Filtro Paso Todo
H(w)

W
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Clasificación
• Por tipo de Implementación
– Existe una gran cantidad de circuitos que
implementan la función de Butterworth,...