Práctica 2: filtros activos

Práctica 2: Filtros activos
Castillo Adriano Isai Zurisadai, Pineda Malagón César Alejandro
Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México Ciudad de México, México

Abstract— En un principio se busca instrumentar y acondicionar la señal de audio en voltaje de un micrófono electret, de tal forma que se pueda identificar un espectro de frecuencias generado por el Onomatone. Unavez identificado dicho espectro, se deben filtrar solo las señales que deseamos (en este caso las de alta frecuencia). Cada que esté activo el Onomatone en “High”mediante un LED- debemos poder visualizar que efectivamente sólo se enciende con la frecuencia indicada.

Para obtener el factor de calidad adecuado se requiere la condición Banda ancha Banda angosta Y las expresiones subsecuentes parael diseño del filtro son → → Ancho de banda Frecuencia de resonancia

I. INT RODUCCIÓN El micró fono electret recibe su nombre debido a que utiliza un electreto, es decir, un electrodo laminar. Este electrodo no necesita tensión de polarización, ya que sus placas están permanentemente polarizadas (cargadas a perpetuidad) desde el mo mento de su fabricación. Es el análogo eléctrico de un imánpermanente. Un filtro es un sistema que permite el paso de señales eléctricas a un rango de frecuencias determinadas e impide el paso del resto. Para el desarrollo de esta práctica se utilizó una configuración de paso banda angosta, el cual tiene las siguientes características:

II. DE SARROLLO DE CONTENIDOS Se comenzó con la instrumentación de un micrófono electret para poder identificar el rangode frecuencias altas del Otomatone. Utilizando el siguiente circuito:

Fig. 2 Circuito del micrófono electret, con una ganancia de 10.

Fig. 1 Respuesta (arriba) y configuración (abajo) filtro paso-banda angosta.

Una vez alamb rado el circu ito acercamos el Oto matone y observamos la señal de salida en el osciloscopio como se muestra abajo:

Despejando R:

Fig.3 (Frecuencia Alta-Baja:930Hz )

Fig.5 Filtro pasa banda angosta

Posteriormente, con un arreglo de diodos separamos la señal filtrada en sus partes positiva y negativa.

Fig. 4 Señal del Otomatone (Frecuencia Alta-Alta: 2800Hz )

POSITIVA

Una vez identificado el ancho de banda diseñamos el filtro que consideramos pertinente. Con las características a continuación:

NEGATIVA Fig. 6 Separación de la señalCo mo se puede observar

POSITIVA NEGATIVA

Analizando valores comerciales, decidimos emplear un capacitor de 100 , y para el cálculo de las resistencias

Para obtener R:

Fig. 7 Respuesta derivada de la separación de la señal

Buscando manejar solo voltajes positivos, acondicionamos la señal positiva aplicando un amplificador inversor con ganancia unitaria (como se observa en lafigura 6). Luego entonces, sumamos esta señal con la negativa cumpliendo con lo anterior (Figs. 9 y 10).

POSITIVA INVERTIDA NEGATIVA

Fig.11 Amplificador NO Inversor

III. RESULT ADOS Con ayuda de un generador de funciones comprobamos el funcionamiento de nuestro filt ro pasa banda angosta. A. Frecuencia de resonancia En el osciloscopio se observa que la amplitud de ambas señales es la mis ma.Fig. 8 Señal positiva invertida

ORIGINAL FILTRADA

Fig. 9 Sumador Inversor

Fig. 12 Fo = 1613.69Hz

B.

Frecuencias FL y FH En el osciloscopio se observa que la amplitud de FL y FH son 0.7 de la original.

ORIGINAL FILTRADA

Fig. 10 Resultado de la suma de señales

Por últ imo tratamos la señal obtenida con un amplificador no inversor con una ganancia igual a 20, para podervisualizar el ancho de banda mediante el encendido de un LED.

Fig. 13 FL = 930Hz (izq.) y FH = 2800Hz (der.)

C.

Visualización

Con el encendido del LED podemos darnos cuenta que nuestro filtro realmente funciona, puesto que solo enciende en el rango del ancho banda. (930Hz - 2800Hz).

externo que no se puede eliminar totalmente, y es por eso que no podíamos visualizar el encendido del...