Filtros1

Separació
n Física

Métodos para
reducir la
Interferencia
Y el Ruido

Protección
Electromagnéti
ca
Blindaje y
Protección
electrostáticos

AutoCorrelació
n
Promediaci
ón

Modulación
AmpDif
Filtración

Modelo de los filtros
Filtro:

Se trata de un elemento (sistema L.T.I.) que
permite
pasar
algunas
componentes
frecuenciales y elimina otras. 
La manera en que su comportamiento varía a la
frecuenciase llama “respuesta frecuencial” y
se expresa en términos de una función de
transferencia:
Forma Rectangular


H ( j )   h k .e  j ( k )
k 

H ( j )  H R ( j )  jH I ( j )
Forma Polar

H ( j )  H ( j ) e j .H ( j )

Mejora de la relación Señal-Ruido
por la presencia de un filtro.
Siempre que el espectro de potencia de la
señal de medición ocupe una serie de
frecuenciasdiferente del de la señal de ruido
o de interferencia, entonces la filtración
mejora la razón señal-ruido:

 


¿Cómo filtrar el Ruido presente en una Seña

HAY QUE CONOCER EL ESPECTRO EN FRECUENCIA DEL RUIDO

1.- ¿Se trata de Ruido Blanco? E n enw f H  f L
X(log)
I n inw f H  f L
f(log)
2.- ¿Se trata de Ruido 1/f (fliker)?
f
E n k v ln H 
fL 
X(log)

f(log)

I n k i ln f H 
fL 
3.- ¿Se trata de Ruido en un circuito integrado?
f 
2 
X(log)
1  ce 
E n2 enw
f(log)


f 

f ci 
2
2 

I n i nw 1 
f 


Clasificación según su
Construcción
Filtro Analógico:

Es una red eléctrica que condiciona señales
continuas, puede estar ser:
Pasivo:
condensadores,
inductancias.
Activo:
condensadores,
amplificadores operacionales.

resistencias

e

resistencias

y

 Filtro
Digital:
Por lo general se trata de una computadora
digital diseñada para procesar valores de
muestreo de una señal.
 

Tipos de Filtros:
|H|

|H|
1

PASA BAJO
PB

PASA ALTO

1+1
1+2

TB

SB

SB

2

0 C S

|H|
PASA BANDA
1
TB
SB
0

C S

TB

0
|H|

PH


RECHAZA BANDA

1
PB

TB
SB

TB

TB

PH

SB


0



Filtros Pasa Bajo:
Es un circuito cuyo voltaje de salida es
constante, desde dchasta llegar a cierta
frecuencia de corte fC. Conforme la
frecuencia va aumentando por arriba de fC,
el voltaje de salida se atenúa (disminuye).
|H|
PASA BAJO

1

PB

Transformando
a: [rad/s]

TB

 C=2..fC

SB

2
0

C

S



Filtro Pasa Bajo:
El filtrado se realiza
en el circuito RC y el
amplificador
_

operacional se utiliza
R


como amplificador de
 +
ganancia unitaria, así
o
C
i
que elvalor de la

resistencia Rf es igual
al de R.
Como el voltaje en el condensador es el mismo de
Rf

v

v

1

jC
Vo 
xVi
R 1
jC

Vo
1
H ( j )  
Vi
jCR  1

 C= 1/R.C

Gráfico de Bode del
Filtro Pasa Bajo:
Relación de Voltajes

|H(j)|

0dB
-3dB

Relación de Voltajes

1
0.707

0.01

Vo
1
H ( j )  
Vi
jCR  1

-20dB/dec
-20dB

C

10 C

-40dB

100 C

Butterworth
Filtros ACTIVOS PasaR
2do Orden C R
1er Orden Bajo:
f

-40dB/dec

-20dB/dec



R

v

_


 +

vo v

C

i

3er Orden

C2

-60dB/dec
R1

v


-

-

-

R2



C1
-

-



R2

_


 +



vo

C1

i


-

-

-

Rf2

Rf1

_

 +

i

R1



f

2



R3


 +



vo

-

C3
1

_

-





vo

-

Diseños de los Filtros
ACTIVOS Pasa Bajo:
Pasa Bajo de 1er Orden:
1.- Se escoge la frecuencia de
corte,
C.
2.- Se fescoge
lacapacitancia C, por
lo
general un valor entre 0.001 y
3.- Se calcula R de la ecuación:
0.1 F.

1
R
2. . f C .C
4.- Se define Rf=R.

Pasa Bajo de 2do Orden:
1.- Se escoge la frecuencia
de
2.- corte,
SefC. escoge
la
capacitancia
C , entre 100pF y 0.1
3.- Se 1define C2= 2. C1
F.
4.- Se calcula R de la
ecuación:

0.707
R
2. . f C .C1

5.- Se define Rf=2R

Diseños de los Filtros
ACTIVOS PasaBajo:
Pasa Bajo de 3er Orden:
1.- Se escoge la frecuencia de corte, fC.
2.- Se define C3, con un valor comprendido entre 0.001 y 0.1 F.
3.- Se definen:

1
C1  C 3
2

4.- Se calcula
ecuación:

R

de

la

C 2 2C 3

1
R
2. . f C .C 3

5.- Se define R1=R2=R3=R.
6.- Se define Rf1=2R y Rf2=R, se recomienda que R este
entre 10 y 100k. Si el valor de R queda fuera de este rango
reelija C3.

Filtro...