Práctica 3 Filtro Pasa Banda(1)

VICERRECTORADO VICERRECTORADO DOCENTE

Código: GUIA-PRL-001

CONSEJO ACADÉMICO

Aprobación: 2016/04/06

Formato: Guía de Práctica de Laboratorio / Talleres / Centros de Simulación

FORMATO DE INFORME DE PRÁCTICA DE LABORATORIO / TALLERES / CENTROS DE SIMULACIÓN – PARA ESTUDIANTES CARRERA: CARRERA: NRO. PRÁCTICA: PRÁCTICA:

ASIGNATURA: ASIGNATURA: 3

TÍTULO PRÁCTICA: PRÁCTICA: FILTRO PASIVO PASABANDA

OBJETIVO ALCANZADO: Diseñar, simular y medir filtros pasivos. 

ACTIVIDADES DESARROLLADAS 1. Se procederá a diseñar, calcular, simular y comprobar el funcionamiento de un Filtro Pasivo RC Pasa Banda con Fci = 2 KHz y Fcs = 20 KHz, Vi = +2V/-2V (4Vpp). 2. Se procederá a diseñar, calcular, simular y comprobar el funcionamiento de un Filtro Pasivo RC Pasa Banda con Fci = 7.5 KHz y Fcs = 75 KHz, Vi = +2V/-2V (4Vpp). RESULTADO(S) OBTENIDO(S): OBTENIDO(S): Una vez recibidas las instrucciones correspondientes acerca de la práctica, se procederá a realizar las conexiones correspondientes. 1. Se procederá a diseñar y calcular un filtro pasabandas para para esto se utilizará la conexión de un filtro pasa alto y un filtro pasa bajo en cascada. Condiciones dadas: Frecuencia de corte inferior: 2KHz. Frecuencia de corte superior: 20kHz.

Figura 1 Filtro Pasa Pasa Banda en en cascada.

Para el filtro Pasa Altos. Para calcular el valor de la resistencia nos imponemos el valor del capacitor.

 = 21  =   = 21

  =10 Resolución CS N° 076-04-2016-04-20

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Procedemos a encontrar el valor de la Resistencia.

1  = (2)(2000)(10∗10 −) =7957.74 Ω   = . Ω Para el filtro Pasa Bajos. Para calcular el valor de la resistencia nos imponemos el valor del capacitor.   =1  = 21  =   = 21 Procedemos a encontrar el valor de la Resistencia.

1  = (2)(20000)(1∗10 −) =7957.74 Ω   = . Ω

Calculamos la frecuencia central de corte.

 = √  ∗  = . []

Se procederá a calcular los voltajes de salida con diferentes frecuencias: Para el filtro Pasa Altos: 

Si

    



Si

    

 = 2000 10 = 200  1  = 2∗π∗200∗1010 − =79577.47 Ω 2  = 79577.  =.  4 7  1 + 7957.74   = 2000 6 = 333.33  1  = 2∗π∗333.33∗1010 − =47746.96 Ω 2  = 47746.  =.  9 6  1 +  7957.74  Resolución CS N° 076-04-2016-04-20



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

Si

    



Si

    



Si

    



Si

    

Para el filtro Pasa Bajos: 

Si

    

 = 2000 4 = 500  1  = 2∗π∗500∗1010 − =31830.98 Ω 2  = 31830.  =.  9 8  1 +  7957.74   = 2000 2 =1000  1  = 2∗π∗1000∗1010 − =15915.49 Ω 2  = 15915.  =.  4 9  1 +  7957.74   = 2000  1  = 2∗π∗2000∗1010 − =7957.74 Ω 2  = 7957.  =.  7 4  1 + 7957.74  = .   = 2∗π∗6324.551 ∗1010− =2516.46 Ω 2  = 2516.  =.  4 6  1 + 7957.74  = 20000   = 2∗π∗200001 ∗110− =7957.74 Ω

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 = 

Si

    



Si

    



Si

    



Si

    

2  =.  7957. 7 4  1 + 7957.74

 = 2(20000) = 40000  1  = 2∗π∗40000∗110 − = 3978.87 Ω 2  = 7957. =.    1 + 3978.7847  = 4(20000) = 80000  1  = 2∗π∗80000∗110 − = 1989.43 Ω 2  = 7957.  =.  7 4  1 + 1989.43  = 6(20000) = 120000  1  = 2∗π∗120000∗110 − = 1326.29 Ω 2  = 7957.  =.  7 4  1 + 1326.29  = 10(20000) = 200000  1  = 2∗π∗200000∗110 − = 795.774 Ω 2  = 7957.  =.  7 4  1 + 795.774

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En la siguiente tabla se puede ilustrar la comparación de los voltajes calculados y los Voltajes medidos. Tabla de datos obtenidos. Fc (Hz) f (Hz) V calculado (V)

 /10  /6  /4  /2    2 4 6 10

V medido (V)

200

0.19

0.24

333.33

0.328

0.388

500

0.485

0.50

1000

0.894

1.12

2000

1.41

1.44

6324.55

1.90

1.72

20000

1.41

1.40

40000

0.894

1.04

80000

0.485

0.488

120000

0.328

0.348

200000

0.19

0.20

Tabla 1. Voltajes calculados – Voltajes medidos

Con la ayuda del mutisim se pudo apreciar la señal generada para el filtro pasa banda.

Figura 2 Simulación del Filtro Pasa Bandas en cascada. Fr ecuenci a central calculada.

Fr ecuenci a central medida.

6.32 KHz

6.504 KHz

Tabla 2. Datos encontrados de las frecuencias del inciso 2.

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Figura 3 Magnitud del Filtro Pasa Bandas con respecto a las frecuencias.

2. Se procederá a diseñar y calcular un filtro pasabandas con: Frecuencia de corte inferior: 7.5KHz. Frecuencia de corte superior: 75kHz

Figura 4 Filtro Pasabandas

Para el filtro Pasa Altos. Para calcular el valor de la resistencia nos imponemos el valor del capacitor.

 = 21  =   = 21

  =10

Procedemos a encontrar el valor de la Resistencia.

1  = (2)(7500)(10∗10 −) =2122.06 Ω   = . Ω Para el filtro Pasa Bajos. Para calcular el valor de la resistencia nos imponemos el valor del capacitor.   =1 Resolución CS N° 076-04-2016-04-20



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 = 21  =   = 21 Procedemos a encontrar el valor de la Resistencia.

1  = (2)(75000)(1∗10 −) =2122.06 Ω   = . Ω

Calculamos la frecuencia central de corte.

 = √  ∗  = . []

Se procederá a calcular los voltajes de salida con diferentes frecuencias: Para el filtro Pasa Altos:



Cuando

    

 = 7500 10 =750 1  = 2∗π∗fc 1  = 2∗π∗750∗1010 − =21220.65 Ω 2  = =.  21220. 6 5  1 +(2122.065 Ω)



Cuando

      = 7500 6 =1250 1  = 2∗π∗1250∗110 − =12732.39 Ω 2  = =.  12732. 3 9  1 +(2122.065 Ω) Resolución CS N° 076-04-2016-04-20



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

Cuando

      = 7500 4 =1875 1  = 2∗π∗1875∗110 − =8488.26 Ω 2  = =.  8488. 2 6   1 +(2122.065 Ω)



Cuando

      = 7500 2 =3750 1  = 2∗π∗3750∗110 − =4244.1318 Ω 2  = =.  4244. 1 318  1 +(2122.065 Ω)



Cuando

    



Cuando

    

 = 7500 1  = 2∗π∗7500∗110 − =2122.06 Ω 2  = 2122. = .  0 65  1 + (2122.065 )  = 23717.08 1  = 2∗π∗23717.08∗110 − =671.056 Ω 2  = =.  671. 0 56  1 +(2122.065 Ω)

Para el filtro Pasa Bajos: 

Cuando

    

 = 75000 Resolución CS N° 076-04-2016-04-20



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1  = 2∗π∗75000∗110 − =2122.06 Ω 2  = 2122. = .  0 65   1 + (2122.065 ) 

Cuando

      = 2∗(75000) = 150000 1  = 2∗π∗150000∗110 − =1061.03 Ω 2  = 2122. = .  0 6  1 + (1061.03)



Cuando

     4  = 4∗ (75000)= 300000 1  = 2∗π∗300000∗110 − =530.516 Ω 2  = 2122. =.  0 6  1 + (530.516)



Cuando

     6  = 6∗ (75000)= 450000 1  = 2∗π∗450000∗110 − =353.677 Ω 2  = 2122. =.  0 6  1 + (353.677)



Cuando

    

10  = 10 ∗ (75000) = 750000 1  = 2∗π∗750000∗110 − =212.206 Ω 2  = =.  2122. 0 6   1 +(212.2.65 ) Resolución CS N° 076-04-2016-04-20



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Tabla de datos obtenidos. F (Hz) Vs fi/10 750 0.199 fi/6 1250 0.328 fi/4 1875 0.485 fi/2 3750 0.894 fi 7500 1.41 fo 23717.08 1.906 fs 75000 1.41 2fs 150000 0.89 4fs 300000 0.485 6fs 450000 0.328 10fs 750000 0.199 Tabla 3. Voltajes calculados – Voltajes medidos

Con la ayuda del mutisim se pudo apreciar la señal generada para el filtro pasa banda.

Figura 5 Simulación del Filtro Pasa Bandas en cascada . Fr ecuenci a central calculada.

Fr ecuenci a central medida.

23.71 KHz

24.245 KHz

Tabla 4. Datos encontrados de las frecuencias del inciso 2.

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Figura 6 Magnitud del Filtro Pasa Bandas con respecto a las frecuencias.

Anexos Valores medidos en el osciloscopio del Filtro Pasa Bandas... Con

Figura 7 Valor del voltaje medido con fi/10

 =    =.

Figura 8 Valor del voltaje medido con la fi

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Figura 9 Valor del voltaje medido con fc

Figura 10 Valor del voltaje medido con 10fi

Podemos observar que no existen muchas variaciones con respecto a los valores calculados. (Ver tabla 1)

Valores medidos en el osciloscopio del Filtro Pasa Bandas... Con

Figura 11 Valor del voltaje medido con fi

 =.   =.

Figura 12 Valor del voltaje medido con fs

Figura 13 Valor del voltaje medido con 10fs

Los valores que se encuentran medidos en estos anexos corresponden a los voltajes pico-pico. Podemos observar que no existen muchas variaciones con respecto a los valores calculados. (Ver tabla 2) Resolución CS N° 076-04-2016-04-20



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CONCLUSIONES: En la realización de la práctica, se pudo comprobar que la combinación de los filtros pasa alto y pasa bajo forma un pasa banda que permite la variación de frecuencia. Obtuvimos como resultado final que nosotros podemos filtrar frecuencias tanto en los filtros pasa bajos como en los pasa altos los podemos comparar con los datos teóricos. Se puede observar que no existe mucha variación de los valores medidos con respecto a los valores calculados. 





RECOMENDACIONES: Se recomienda realizar las conexiones de manera correcta, manejar con cuidado y responsabilidad sobre todo para evitar inconvenientes o daños de los equipos de laboratorio. Además de consultar al docente en caso de algún concepto práctico que no se entendió con claridad para poder finalizar cada práctica de manera exitosa. Calcular y simular los ejercicios de laboratorio para poder predecir un poco los resultados que obtengamos en el laboratorio. Realizar de manera correcta los cálculos para que no existan inconvenientes a la hora de realizar la simulación. 





Nombre de los estudiantes: -

Daysi Rashell Regalado Cajamarca. Wilson Guillermo Tandazo Ludizaca.

Fi rma de estudiante:

_______________________________

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Práctica 3 Filtro Pasa Banda(1)

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