Filtros
Páginas: 5 (1151 palabras)
Publicado: 5 de diciembre de 2012
Práctica 1.
Filtros activos
▪ Objetivo.
Después de realizar este ejercicio de laboratorio, el alumno debe ser capaz de calcular los componentes, conectarlos y verificar la respuesta de frecuencia
de los filtros activos siguientes: Sallen y Key Butterworth y Chebyshev.
▪ Material empleado:
Amplificadores operacionales 741 u otros equivalentes.
Surtido deresistencias con tolerancias de +- 2%.
Fuente de poder, ± 15 V.
Osciloscopio.
Generador de barrido de audio (se puede usar un generador de señales de audio si no se dispone de uno de barrido).
Surtido de capacitores.
Tableta de montaje, protoboard
▪ Marco teórico.
Los filtros activos son circuitos formados por resistencias, condensadores y amplificadores, en general amp-ops, quepermiten que solo ciertas frecuencias
seleccionadas pasen desde la entrada hasta la salida del filtro.
A la gama de frecuencias superiores de cero a fC se le llama banda de paso. A la gama de frecuencia de cero a fC se le llama banda de bloqueo. A la gama
de frecuencias de fC a fB se le llama región de transición.
Los filtros pasa-bajas dejan pasar frecuencias desde algunafrecuencia de corte seleccionada fC, y atenúan todas las frecuencias superiores a fC.
El filtro pasa-altas atenúa todas las frecuencias hasta fC y deja pasar todas las frecuencias superiores a fC hasta el límite de frecuencia del filtro pasa-altas.
Un filtro pasa-banda deja pasar todas las frecuencias entre una frecuencia inferior de corte f1 y una frecuencia superior de corte f2. Todas lasfrecuencias
inferiores a f1 y superiores a f2 son atenuadas.
Sallen y Key (VCVS)
En estos circuitos el amp-op se usa como fuente de voltaje controlada por voltaje. En el circuito de pasa-bajas R1C1 y R2C2 son integradores y en el
circuito de pasa-altas son diferenciadores.
o El Butterworth
La respuesta de un filtro Butterworth es muy plana en la banda de paso. Suvariación de atenuación en la región de transición es de 6 dB / octava por
cada polo. Su respuesta de fase no es lineal.
o El Chebyshev
El filtro Chebyshev tendrá ondulaciones en la banda de paso, pero no en la banda de bloqueo. Mientras mas alto sea el orden del filtro, mas
ondulaciones apareceran en la banda de paso y mientras mas ondulación permita mas atenuación seobtendra en la región de transición.
Filtro Sallen y Key pasabajas Butterworth.
a) Calcule los componentes de un filtro activo Sallen y Key para un Butterworth de segundo orden paso-bajas. Sea f(3 dB) = 1 kHz. El circuito aparece
en la figura 1.1. Busque en la tabla de factores de amortiguamiento.
f(3 dB) / fc = 1
( = 1.414
C = C1 = C2 = 47(f
R = R1= R2
fc= 1/ 2(RC
R = 1/ 2(fcC = 1/ [2((1 kHz) (47(f)] = 3.38 k(
RA = 10 k(
RB = RA(2-() = 10 k( (2- 1.414) = 5.86 k(
Ap = (RB / RA) + 1 = (5.86 k( / 10 k() + 1 = 1.59
b) Monte el circuito.
[pic]
Fig. 1.1 Filtro Sallen Key pasabajas
c) Verifique la respuesta de frecuencia f(3 dB), la variación de la atenuación en la región de transición de 300 a 600 Hz (debeser de 12 dB) y la ganancia
de banda de paso. Compare los resultados con sus cálculos. Con resistencias de ± 2% y condensadores de ± 5%, sus resultados deben estar dentro del l0%.
Respuestas en el osciloscopio.
Tabla de resultados
|f(Hz) |Vi(volt) |Vo(volt) |Vo/vi |Vo/vi(dB) |
|100 |2|3.1 |1.55 |3.81 |
|200 |2 |3.1 |1.55 |3.81 |
|300 |2 |3.03 |1.52 |3.61 |
|400 |2 |3 |1.50 |3.52 |
|500 |2 |2.97 |1.49...
Filtros activos
▪ Objetivo.
Después de realizar este ejercicio de laboratorio, el alumno debe ser capaz de calcular los componentes, conectarlos y verificar la respuesta de frecuencia
de los filtros activos siguientes: Sallen y Key Butterworth y Chebyshev.
▪ Material empleado:
Amplificadores operacionales 741 u otros equivalentes.
Surtido deresistencias con tolerancias de +- 2%.
Fuente de poder, ± 15 V.
Osciloscopio.
Generador de barrido de audio (se puede usar un generador de señales de audio si no se dispone de uno de barrido).
Surtido de capacitores.
Tableta de montaje, protoboard
▪ Marco teórico.
Los filtros activos son circuitos formados por resistencias, condensadores y amplificadores, en general amp-ops, quepermiten que solo ciertas frecuencias
seleccionadas pasen desde la entrada hasta la salida del filtro.
A la gama de frecuencias superiores de cero a fC se le llama banda de paso. A la gama de frecuencia de cero a fC se le llama banda de bloqueo. A la gama
de frecuencias de fC a fB se le llama región de transición.
Los filtros pasa-bajas dejan pasar frecuencias desde algunafrecuencia de corte seleccionada fC, y atenúan todas las frecuencias superiores a fC.
El filtro pasa-altas atenúa todas las frecuencias hasta fC y deja pasar todas las frecuencias superiores a fC hasta el límite de frecuencia del filtro pasa-altas.
Un filtro pasa-banda deja pasar todas las frecuencias entre una frecuencia inferior de corte f1 y una frecuencia superior de corte f2. Todas lasfrecuencias
inferiores a f1 y superiores a f2 son atenuadas.
Sallen y Key (VCVS)
En estos circuitos el amp-op se usa como fuente de voltaje controlada por voltaje. En el circuito de pasa-bajas R1C1 y R2C2 son integradores y en el
circuito de pasa-altas son diferenciadores.
o El Butterworth
La respuesta de un filtro Butterworth es muy plana en la banda de paso. Suvariación de atenuación en la región de transición es de 6 dB / octava por
cada polo. Su respuesta de fase no es lineal.
o El Chebyshev
El filtro Chebyshev tendrá ondulaciones en la banda de paso, pero no en la banda de bloqueo. Mientras mas alto sea el orden del filtro, mas
ondulaciones apareceran en la banda de paso y mientras mas ondulación permita mas atenuación seobtendra en la región de transición.
Filtro Sallen y Key pasabajas Butterworth.
a) Calcule los componentes de un filtro activo Sallen y Key para un Butterworth de segundo orden paso-bajas. Sea f(3 dB) = 1 kHz. El circuito aparece
en la figura 1.1. Busque en la tabla de factores de amortiguamiento.
f(3 dB) / fc = 1
( = 1.414
C = C1 = C2 = 47(f
R = R1= R2
fc= 1/ 2(RC
R = 1/ 2(fcC = 1/ [2((1 kHz) (47(f)] = 3.38 k(
RA = 10 k(
RB = RA(2-() = 10 k( (2- 1.414) = 5.86 k(
Ap = (RB / RA) + 1 = (5.86 k( / 10 k() + 1 = 1.59
b) Monte el circuito.
[pic]
Fig. 1.1 Filtro Sallen Key pasabajas
c) Verifique la respuesta de frecuencia f(3 dB), la variación de la atenuación en la región de transición de 300 a 600 Hz (debeser de 12 dB) y la ganancia
de banda de paso. Compare los resultados con sus cálculos. Con resistencias de ± 2% y condensadores de ± 5%, sus resultados deben estar dentro del l0%.
Respuestas en el osciloscopio.
Tabla de resultados
|f(Hz) |Vi(volt) |Vo(volt) |Vo/vi |Vo/vi(dB) |
|100 |2|3.1 |1.55 |3.81 |
|200 |2 |3.1 |1.55 |3.81 |
|300 |2 |3.03 |1.52 |3.61 |
|400 |2 |3 |1.50 |3.52 |
|500 |2 |2.97 |1.49...
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