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UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA INSTRUMENTACIÓN Y MEDIDAS
&os fltro fltros s activos activos empela empelan n amplifc amplifcado adores res operac operacion ionale ales s más resis resistor tores# es# inducto inductores res y
FILTRO FILTRO PASABAJO ACTIVO
*evin -,o%an iaara / 0 12323224255 Cristian Arturo &ee Capera 6 12331224247
OBJETIVOS •
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Comp Comprrende enderr el proc proces eso o de dise diseño ño e implementación de un fltro activo. Analizar el comportamiento de los fltros activos rente nte a la varia riación de las las distintas recuencias de operación Realizar las grafcas de Boode a partir de las las gana gananc ncia ias s obte obteni nida das s dura durant nte e la práctica. Comparar los resultados obtenidos en la práctica con los datos calculados en clase y encontrar así un margen de error. error.
MARCO TEORICO
capacitores. &os inductores no se utilizan a menudo en los fltros activos# debido a $ue son los volu volumi mino noso sos# s# costo ostoso sos s y pued pueden en tene tenerr componentes resistivos grandes.
FILTRO ACTIVO PASA BAJOS !l fltro fltro paso paso ba%o ba%o permit permite e sólo sólo el paso paso de recuencia recuencias s por deba%o de una recuencia recuencia en part particu icular lar llam llamad ada a rec recue uenc ncia ia de cort corte e y elimina las recuencias por encima de esta recuencia. !l pasa ba%os activo tiene un volta%e de salida constante desde cd ,asta una recuencia de cort corte e c. Conor Conorme me la recu recuenc encia ia aument aumenta a arriba de c el volta%e de salida se aten"a.
FILTRO ACTIVO n fltro es utilizado para eliminar componentes de recuencia de una señal. !l mismo es "til cuando la señal a medir# tiene un contenido de recuencia $ue es dierente a las recuencias de señales indeseables y $ue por lo tanto se necesitan eliminar como por e%emplo la intererencia proveniente de las líneas de potencia. &os fltro fltros s tambi' tambi'n n pueden pueden clasifc clasifcarse arse en fltros activos o fltros pasivos. !sta clasi lasifc fcac ació ión n debi debido do a si emple mplea an o no uentes controladas (elementos activos# tales como amplifcadores y sus derivados). &os fltros el'ctricos pasivos se implementan en gene genera rall con con induc inducto tore res s y capac capacit itor ores es.. *ado *ado $ue $ue los los indu induct ctor ores es son son elem elemen ento tos# s# voluminosos# pesados y costosos# el empleo de fltr fltro os pasi pasivo vos s es poco poco conve onveni nien ente te e+cepto en recuencias bastante altas.
!n la fgur fgura a se obser bserva va la graf grafc ca de la magnitud del volta%e de salida de un fltro pasa ba%as en unción de la recuencia. &a línea línea cont continu inua a es la graf grafca ca del del fltro fltro pasa pasa ba%os ideal# y la punteada es para los fltros pasa ba%os prácticos. !l alcance de recuencias $ue de transmiten# se conoc noce como como pasa pasa band banda a y las las $ se aten"an de denominas rec,aza banda.
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&a recuencia de corte c se denomina tambi'n como recuencia 2.424# recuencia a 68dB o recuencia de es$uina.
APLICACIONES •
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R=
wC
!n ecualizadores de audio# ,aciendo $ue unas recuencias se amplif$uen más $ue otras. !liminar ruidos $ue aparecen %unto a una señal# siempre $ue la recuencia de 'sta sea f%a o conocida. !n las telecomunicaciones ya $ue para obtener recuencias deseadas se emplean esta clase de fltros para separar las recuencias de cada señal.
!l operacional $ue vamos a traba%ar es9 &/ 815 :ue tiene un anc,o de banda má+imo de9 3/;z
w
1
3
−9
6283 · 47 X 10
=
w C =
=3.3 X 10
Ω
1
√ 2 w
√ 2
=
2 π · 1 kHZ
√ 2
=4442.88
f C =707 Hz
Ta#la !" !atos o#t"i!os Filtro Pasa Bajos acti$o co co!"sa!or F % &$ &!B FASE 4 55 42 555 424 5551 4242 55512 42422 555122
323 32 3 2.3 2.23
52 12 2 612 652
6?2 6?2 6?2 6?2 6?2
&r'(cas !" Boo!" Filtro Pasa Bajos acti$o co co!"sa!or
CÁLCULOS TEÓRICOS 1. Filtros Pasa Bajos co!"sa!or
,z −9
Condensador9
47 X 10
1
w= R·C w =2 π· F
w =2 π · 1 kHZ w =6283 Rad / seg 1
= 6283 Rad / seg
R·C
). Filtro Pasa Bajos co cotrol !" *aacia
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,z −9
Condensador=
4.7 X 10
1
w= R f ∗C
Rf =
1 4.7 nF ∗6283
Rf =¿ 88@8.47 Rf =¿ 88.@8328 Ω 3.16=
FILTROS ACTIVOS DATOS PRÁCTICOS 1. Filtro P! "#o!
Rf r
%
F
&$
&! Fas + Error B " &!B
+ Error Fas"
r =¿ 32.43#8 r =¿ 32328 Ω
< Dv 1.@83@ 8.37?@5 717 32 123 [email protected]@ 8.35583 717 322 471 [email protected]@ 1.18557 717 3222 458 1@83.@ 2.83558 717 32222 347 1@83@. 32222 2.2837? 717 2 @51 1@83@7 32222 .17 22 2.2283
?7
682.23
?2
672.23
?2
$. Filtro P! "#o! %o& %o&trol '( G&&%i)
%
F
&$
+ E.&! &!B Fas" B
.
+ E.Fas "
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BIBLIO&RAF,A CONCLUSIONES •
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&os fltros activos pasa ba%os# se diseñan# a partir de un amplifcador operacional y del calculo de sus dierentes resistencias y demás elementos pasivos a trav's de su unción de transerencia y de la determinación de las ormulas de ganancia &os fltros activos# están limitados en su operación tanto por la recuencia a la $ue se este diseñando# como del anc,o de banda $ue tenga el operacional con el $ue se tenga pensado traba%ar. Para controlar la ganancia de los filtros activos, y tener una mejor área de operación, se hace un diseño de control a trav's de una
resistencia de realimentación# puesta en paralelo al condensador.
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