FILTROS ACTIVOS , IEEE

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO

Riobamba, Ecuador

Abstracto.- En este trabajo se presentan los modelos y los resultados de las simulaciones realizadas para analizar el comportamiento de los filtros activos. En la primera parte se muestra como se realizaron y verificaron los clculos para obtener los valores de las resistencias para el filtro pasa bajos Luego se presenta el modelo de simulacin y los resultados en el osciloscopio del programa en el que simulamos el filtro. En la parte final de este trabajo se muestra los resultados y observaciones obtenidas en el laboratorio, conectando el circuito armado al osciloscopio.

I. INTRODUCCIN

Un filtro es un sistema que permite el paso de seales

elctricas a un rango de frecuencias determinadas e impide el

paso del resto. Se utilizan para acondicionamiento de seal de

entrada, digitalizacin de seales, acondicionamiento de seal

producida. Los filtros activos se diferencian de los filtros

comunes, en que estos ltimos son solamente una

combinacin de resistencias, capacitores e inductores. En un

filtro comn, la salida es de menor magnitud que de la

entrada. En cambio los filtros activos se componen de

resistores, capacitores y dispositivos activos como

Amplificadores Operacionales o transistores. En un filtro

activo la salida puede ser de igual o de mayor magnitud que la

de entrada. Los filtros activos se diferencian de los filtros

comunes, en que estos ltimos son solamente una

combinacin de resistencias, capacitores e inductores. En

funcin a la funcin de transferencia se clasifican en: 1) Pasa

bajo, 2) Pasa alto, 3) Pasa banda y 4) Rechaza banda.

FILTROS IDEALES

Fig. 1 observamos los cuatro tipos de filtros ideales como son el Pasa bajos, Pasa altos, Pasa bandas y Rechaza bandas.

FILTRO PASA BAJOS DE PRIMER ORDEN NO

INVERSOR

Definicin.- es auel que permite el paso de frecuencias bajas,

desde la frecuencia 0 hasta su frecuencia de corte, presentan

ceros a altas frecuencias y polos a bajas.

Materiales:

Resistencias

Capacitores

Amplificadores operacionales

Clculos

Datos:

R=?, RA=?, RF=?, C=0.01uF, fc=5kHz y Av=1.2

=

=3.2k

|| = =3.2k || =3.2k

=

+

0.2RA=RF

Reemplazo en :

RA=20k RF=4k

SIMULACION

Fig. 2Simulacion de un filtro pasabajos en el programa proteus

FILTRO PASA BAJOS DE PRIMER ORDEN NO

INVERSOR DE CUATRO POLOS

SIMULACION

Fig. 3 observamos un filtro pasa bajas de primer orden no inversor en cascada de cuatro polos

CLCULOS DE ACUERDO A LOS MATERIALES QUE

EXISTEN EN EL MERCADO COMERCIAL

Volvemos a calcular los valores de la frecuencia con los

diferentes valores de los materiales que existen en el mercado.

R=3.3k, RA=20 k, RF= 3.9k, C=0.01uF, fc=5kHz y Av=1.2

=

=

. . ^

= . = .

La ganancia Av es de 1.2, la cual debemos multiplicar por los

4 filtros activos de primer orden no inversor, lo cuan nos da

como resultado 4.8.

=. ^

^+ = .

Graficas obtenidas en el Proteus

Fig. 4 en esta grafica observamos la respuesta en frecuencia del circuito en

cascada.

Fig. 5 en esta grafica observamos la honda en el osciloscopio a una frecuencia

de 1kHz en la cual deja pasar la seal.

Fig. 6 en esta grafica observamos la honda en el osciloscopio a una frecuencia

de 5kHz en la cual la seal se atena completamente y no deja pasar frecuencias mayores a la de corte.

FILTRO PASA ALTAS

Definicin.- permite el paso de frecuencias desde su

frecuencia de corte hacia arriba, sin que exista un lmite

superior especificado, presenta ceros a bajas frecuencias y

polos a altas frecuencias.

Materiales:

Resistencias

Capacitores

Amplificadores operacionales

Clculos

Datos:

R=?, RA=?, RF=?, C=0.01uF, fc=5kHz y Av=1.2

=

=3.2k

|| = =3.2k || =3.2k

=

+

0.2RA=RF

Reemplazo en :

RA=20k RF=4k

SIMULACION EN PROTEUS

Fig.7 en esta grafica la simulacin de un filtro pasa altas de un solo polo en el

programa proteus.

CLCULOS DE ACUERDO A LOS MATERIALES QUE

EXISTEN EN EL MERCADO COMERCIAL

Volvemos a calcular los valores de la frecuencia con los

diferentes valores de los materiales que existen en el mercado.

R=3.3k, RA=20 k, RF= 3.9k, C=0.01uF, fc=5kHz y Av=1.2

=

=

. . ^

= . = .

La ganancia Av es de 1.2, la cual debemos multiplicar por los

4 filtros activos de primer orden no inversor, lo cual nos da

como resultado 4.8.

=. ^

^+ = .

Graficas obtenidas

Fig.7 observamos la respuesta en frecuencia del circuito pasa altas.

FILTRO PASA BANDAS

Definicin.- permite el paso de frecuencias en un rango o

banda de frecuencias, comprendido entre una frecuencia de

corte inferior y otra superior. Est formado por un filtro pasa

altos y un paso bajos pero tambin existe otras

configuraciones de orden superior como la de un filtro pasa

bajas, un filtro pasa altas y un inversor a la salida del filtro.

Datos para el filtro pas altas:

Materiales:

Resistencias

Capacitores

Amplificadores operacionales

Clculos

Datos:

R=?, RA=?, RF=?, C=0.01uF, fc=5kHz y Av=1.2

=

=3.2k

|| = =3.2k || =3.2k

=

+

0.2RA=RF

Reemplazo en :

RA=20k RF=4k

Datos para el filtro pas bajas:

Materiales:

Resistencias

Capacitores

Amplificadores operacionales

Clculos

Datos:

R=?, RA=?, RF=?, C=0.01uF, fc=5kHz y Av=1.2

=

=3.2k

|| = =3.2k || =3.2k

=

+

0.2RA=RF

Reemplazo en :

RA=20k RF=4k

SIMULACIN EN PROTEUS

Fig.8 observamos la simulacin del filtro paso bandas que est formado por

un filtro paso altas conectadas en serie a un filtro paso bajas.

Fig.9 observamos la simulacin del filtro paso bandas que est formado por un filtro paso altas conectadas en serie a un filtro paso bajas de cuatro polos.

Grfico de la respuesta en frecuencia

Fig.10 observamos respuesta en frecuencia del filtro paso bandas que est formado por un filtro paso altas conectadas en serie a un filtro paso bajas de

cuatro polos la cual tiene una ganancia de 1.33dB en su fc de 5kHz.

CONCLUCIONES

En estos tipos de circuitos pudimos observar que al aumentar

la frecuencia por el generador de funciones, va disminuyendo

respectivamente el voltaje de salida, teniendo encuenta que el

voltaje de entrada siempre sea constante.

El filtro pasa bajos es aquel que permite el paso de las

frecuencia menores a la frecuencia de orte, proporcionndole

una ganancia. Mientras que las mayores son rechazadas o

atenuadas por dicha red.

REFERENCIAS

[1] (j & Savant, 1987)

BIBLIOGRAFIA