Filtros

De

Filtros

Los filtros, son una variedad de circuitos selectivos en frecuencia, que permiten el paso de algunas frecuencias, mientras son atenuadas las otras frecuencias. Estos son utilizados en frecuencias que van desde menos de 1Hz hasta algunos que van hasta los Giga Hertz.

Clasificación de los filtros:

Los filtros se clasifican según su tecnología empleada, según la función que llevan a cabo y dependiendo de la función matemática empleada para conseguir la curva de respuesta.

Filtros Activos

Estos utilizan un amplificador de alta ganancia, transistores o amplificadores operacionales junto con Resistencias, Capacitores e Inductores.


Filtros pasivos

Estos tipos de filtros utilizan solamente Resistores, Capacitores e Inductores.

Filtros Activos

Filtro pasa bajas

Solamente permite el paso de las frecuencias que se encuentran por debajo de la frecuencia de corte (fc). Las frecuencias superiores son atenuadas.




Filtro pasa altas

Solamente permite el paso de las frecuencias que se encuentran por encima de la frecuencia de corte (fc). Las frecuencias inferiores son atenuadas.




Filtro pasa bandas

Permite el paso de las frecuencias situadas dentro de una banda delimitada por una frecuencia de corte inferior (fc1) y una frecuencia de corte superior (fc2).




Filtro rechaza bandas

Permite el paso de las frecuencias inferiores o superiores a dos frecuencias determinadas, que se denominan de corte inferior (fc1) y de corte superior (fc2), respectivamente. Son atenuadas las frecuencias comprendidas en la banda delimitada por estos 2 valores.



Clasificación de los filtros según su diseño

Filtro Butterworth

Es el más utilizado porque su funcionamiento se parece mucho a un filtro ideal. Se le conoce como filtro de respuesta plana o uniforme hasta la frecuencia de corte (fc). La salida de mantiene constante casi hasta fc, luego este disminuye a razón de 20n dB por década, donde n es el número de polos del filtro.
Su comportamiento varía dependiendo del orden del filtro, esto se puede observar en la siguiente gráfica.


Filtro Chevishev

La transición a partir de la frecuencia de corte es muy abrupta, pero en la banda de paso tenemos un rizado. Su utilización se restringe a cuando el contenido de las frecuencias es más importante que la magnitud.




Filtro Bessel

Tiene una respuesta lineal con respecto a la fase, lo cual resulta en un retardo constante en todo el ancho de banda deseado



Orden del filtro

El orden de un filtro describe el grado de aceptación o rechazo de frecuencias por encima o por debajo de la respectiva frecuencia de corte.

Filtro de Segundo Orden

Para un filtro de segundo orden se tiene la siguiente función de transferencia:


Donde la k representa la ganancia, Wo representa la frecuencia de corte y la Q representa el factor de calidad.

Ejemplo:


Para analizar este circuito se dibujaron puntos clave para facilitar en análisis como Vx, Vy y Va, además se dibujaron las corrientes de cada componente electrónico para comprender mejor el análisis.

Es importante notar que Vx=Vy para seguir con el análisis que se muestra en las siguientes ecuaciones:





























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