Descrição: Filtros utilizados em circuitos de comunicações
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CLASIFICACION DE LOS FILTROS DE UN SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES Y SU IMPORTANCIA
Los filtros son una variedad de circuitos selectivos en frecuencia, que permiten el paso de algunas frecuencias, mientras son atenuadas las otras frecuencias. Son utilizados en frecuencias que van desde menos de 1Hz (empleado en sismología) hasta algunos Giga Hertz en microondas.
Los filtros se clasifican bajo 3 criterios: 1. Según la tecnología empleada. 2. Según la función que llevan a cabo. 3. Según la función matemática empleada para conseguir la curva de respuesta.
Filtros Activos Utilizan un amplificador de alta ganancia, transistores o amplificadores operacionales junto con los elementos R.L.C. (Resistencia, Inductancia, Capacitancia). Entre sus ventajas: Permiten eliminar las inductancias que son voluminosas en bajas frecuencias. Facilitan el diseño de circuitos complejos con la asociación de etapas simples. Proporcionan una gran amplificación de la señal de entrada (ganancia), la cual es muy importante cuando se trabaja con señales de niveles muy bajas. Ofrecen mucha flexibilidad en los proyectos. Entre sus desventajas: Exigen una fuente de alimentación externa. La respuesta de frecuencia es muy limitada por la capacidad de los amplificadores operacionales usados. Es imposible la aplicación en sistemas de media y alta potencia.
Función de los filtros activos Según la función, los filtros pueden clasificarse en: Filtro pasa bajo. Filtro pasa alto. Filtro pasa banda. Filtro rechaza banda. Filtro pasa baja.- Solamente permite el paso de las frecuencias que se hallan entre cero hasta un cierto valor predeterminado que se denomina “frecuencia de corte superior” con muy pocas perdidas. Las frecuencias superiores son at enuadas.
Filtro pasa alta.- Permiten el paso de señales desde una frecuencia denominada “frecuencia de corte inferior”, hasta una superior, que teóricamente en un filtro ideal se extiende hasta el infinito.
Filtro pasa banda.- Esta 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 ). Se puede construir una pasa banda o suprime banda, mediante la combinación de pasa baja y pasa alta.
Filtro rechaza banda.- 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.
Según su diseño los filtros activos pueden clasificarse en: Filtro Butterworth. Filtro Chevishev. Filtro Bessel.
Filtro Butterworth.- Se le conoce como filtro de respuesta plana o uniforme hasta la frecuencia de corte (fc). Es decir la salida se mantiene constante casi hasta la frecuencia de corte, luego este disminuye a razón de 20n dB por década donde n es el número de polos del filtro. Se suele usar en los filtros anti-aliasing y en aplicaciones de conversión de datos debido a su respuesta plana.
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 restringirá a aquellas aplicaciones en el que el contenido de frecuencias es más importante que la magnitud.
Filtro Bessel.- Tiene una repuesta lineal con respecto a la fase, lo cual resulta en un retardo constante en todo el ancho de banda deseado.
Filtros Pasivos Construidos por combinaciones serie o paralelo de elementos pasivos como resistores, capacitores e inductores. Entre sus ventajas: Son baratos. Fáciles de implementar. Respuesta aproximada a la función ideal. Muy utilizados en aplicaciones de altas frecuencias y aplicaciones de media y alt a potencia.
Entre sus desventajas: La respuesta a la frecuencia puede tener variaciones importantes a la función ideal. La respuesta a la frecuencia está limitada al valor de los componentes activos. Elementos como los inductores son difícil de conseguir y sus valores se incrementan en bajas frecuencias.
Filtro digital Es un sistema que, dependiendo de las variaciones de las señales de entrada en el tiempo y amplitud, se realiza un procesamiento matemático sobre dicha señal; generalmente mediante el uso de la transformada de Fourier; obteniéndose en la salida el resultado del procesamiento matemático o la señal de salida. Los filtros digitales tienen como entrada una señal analógica o digital y en su salida tienen otra señal analógica o digital, pudiendo haber cambiado en amplitud, frecuencia o fase dependiendo de las características del filtro digital. Este filtro es parte del procesado de señal digital. Se le da la denominación de digital más por su funcionamiento interno que por su dependencia del tipo de señal a filtrar, así podríamos llamar filtro digital tanto a un filtro que realiza el procesado de señales digitales como a otro que lo haga de señales analógicas. IMPORTANCIA DE LOS FILTROS EN EL ANCHO DE BANDA
Son muy importantes porque permiten mejorar el envío y la recepción de la señal dada, disminuye el impacto de otras señales no deseadas que interfieren como consecuencia del ruido, interferencia y otros fenómenos. Mediante estos filtros se obtendrá una eficiente entrega de la señal.