Diseño de Filtros

De

El problema de diseñar un circuito que tenga una función de transferencia especificada se denomina diseño de filtros. En esta unidad aprenderemos la terminología del diseño de filtros y describiremos las etapas de filtros de segundo orden. Por último, aprenderemos también a conectar estas etapas de filtro para obtener un circuito que cuente con una función de transferencia especificada.

Tipos de Filtro

Los filtros se pueden categorizar principalmente a partir de 3 elementos: 

  •  Por las características de klos componentes utilizados, en este caso de pueden tener:
    • Filtros activos (Con OPAMPs). 
    • Filtros pasivos (Con R, L, C). 
  • Por la función que cumplen, en esta categoría se tienen: 
    • Filtros pasa bajas (P. B.) 
    • Filtros pasa altas (P. A.) 
    • Filtros pasa banda (P. Bn) 
    • Filtrso rechaza banda
Por el orden del filtro, desde primer orden hasta n


Funcionamiento de un filtro ideal

Para determinar el comportamiento de las funciones de transferencia de un filtro existen 3 autores principales que indican los coeficientes a utilizar para que el filtro tenga un comportamiento determinado para diferentes ordenes. 
  • Filtro Butterworth (La respuesta de magnitud se asemeja a la de un filtro ideal) 
  • Filtro Chevishev (respuesta de fase lineal) 
  • Filtros de Bessel (buscan control en fase, eliminar distorsiones).


Coeficientes de Butterworth para filtros paso bajos con frecuencia de corte de 𝜔𝑐=1 rad/s


Comportamiento del filtro Butterworth


Comportamiento de filtros de alto orden



Escalamiento de Frecuencias

Debido a que los coeficientes vienen datos para 𝜔𝑐 = 1 𝑟/𝑠 para poder realizar el diseño se debe realizar un proceso conocido como escalamiento de las frecuencias, para determinar los coeficientes para nuestra frecuencia de trabajo.

Comportamiento de las conexiones de los filtros

Un elemento importante para poder pasar las funciones de transferencia del modelo matemático a un circuito es entender como se comportan los diferentes tipos de conexión a partir de las configuraciones planteadas anteriormente. 

Para este proceso se va a analizar un filtro de segundo orden formado a partir de la conexión de dos filtros de primer orden.







Comentarios

Publicar un comentario

Entradas populares de este blog

Amplificador Logaritmico

De
Imagen
Un amplificador operacional en el que el voltaje de salida del amplificador (V 0 ) es directamente proporcional al logaritmo natural del voltaje de entrada (V i ) se conoce como amplificador logarítmico. Donde K es el término constante y V ref. se refiere a una constante de normalización, que conoceremos en esta sección. Los amplificadores de registro son amplificadores analógicos no lineales que producen una salida que es el logaritmo de la señal de entrada o la envoltura de la señal. Comprimen las señales de entrada que tienen un amplio rango dinámico en señales de salida con un rango de amplitud fijo. Esto se logra al proporcionar una alta ganancia para niveles de señal de entrada bajos y una ganancia progresivamente más baja para señales de nivel más alto Amplificador logarítmico de múltiples etapas Con los amplificadores de registro de múltiples etapas, se logra una respuesta de amplitud logarítmica utilizando una serie de amplificadores lineales con características de limitación...
Read more »

Actividad 6. Diseño de Filtros

De
Imagen
 1)  Diseñar un Filtro Pasa Bajas de 4to Orden que cumpla lo siguiente wc = 500 𝐻𝑧  Tipo Butterworth  Valores comerciales  Incluir análisis de Bode  Simulación  Reporte Función de transferencia Diagrama de Bode Dibujo Esquemático Simulacion Basándonos en las ecuaciones que describen a jun pasa baja de primer orden, asignamos el valor de 1uF al capacitor y despejamos la R1 siendo esta 318.31ohms, se usó el valor comercial 330 ohms. La relación entre R3 y R2 se modeló para que la ganancia fuera cercana a la unidad: R3=1ohm R2=1Mohm Resultados de la simulación 2) Diseñar un filtro pasa banda MFB con fo= 3 kHz, B.W. = 0.2 kHz, proponer un valor de Capacitor comercial y Ganancia 3 Función de transferencia Diagrama de Bode f2=3097.87Hz f1=2900.71Hz BW=f2-f1= 200 Hz aprox Circuito Resultados de simulación 3) Diseñar un filtro rechaza banda, considerar:  𝑓1= 300 𝐻𝑧  𝑓2= 500 𝐻𝑧  Ganancia unitaria Función de Transferencia Diagrama de Bode ...
Read more »

Actividad 2

De
Imagen
 Dada la siguiente función de transferencia: Encontrar los polos y ceros de la función para realizar el diagrama asintótico y el diagrama de Bode en Matlab. Para la realización de este ejercicio se hicieron los siguientes cálculos en Matlab: Donde se obtuvo el diagrama de bode siguiente: Y el siguiente diagrama asintótico, tomando en cuenta los polos y ceros de la función de transferencia:
Read more »