Practica 8 Filtros Electricos

Filtros Eléctricos Finalidad: 1- Aprender que hace un filtro real y que tan cerca esta su funcionamiento del de un filtro real.

Metas: Al concluir la práctica, el alumno: 1- Conocerá las curvas de respuesta a la frecuencia de los cuatro tipos de filtros que existen. 2- Sabrá valorizar las curvas de respuestas de los filtros.

Lista De Experimentos: 1- Obtención de curvas de respuesta a la frecuencia de filtros: a) Paso Bajas. b) Paso Altas. c) Paso Banda. d) Supresor de Banda. e) Filtros compuestos en cascada y en paralelo.

Lista De Equipo:     

Un generador de funciones. Un osciloscopio. Analizador de espectros. Cables para conexiones. Diferentes filtros

Diagrama A Bloques

Cuestionario de la práctica 1.- ¿Qué se entiende por filtro eléctrico? Es un elemento que discrimina una determinada frecuencia o gama de frecuencias de una señal eléctrica que pasa a través de él, pudiendo modificar tanto su amplitud como su fase.

2.- Haga una clasificación de los filtros atendiendo a: Su función Los componentes que lo forman Su configuración El orden del sistema asociado al filtro. Filtros Pasa Baja.- Son aquellos que permiten el paso de señales de frecuencias cero hasta un cierto valor predeterminado que se denomina “frecuencia de corte superior” del filtro. Entendiendo por frecuencia de corte, a aquella para la cual la atenuación que produce el filtro es de 3 db. Esto significa que en ese lugar la mitad de la potencia de entrada es eliminada. Filtros Pasa Alto.- Son aquellos que 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. Filtros Pasa Banda.- Son aquellos que permiten el paso de señales cuyas frecuencias se encuentran comprendidas entre dos, denominadas “frecuencia de corte superior e inferior” respectivamente. Se puede construir un pasa banda o suprime banda, mediante la combinación de pasa baja y pasa alta. Filtros Supresores de Banda.- Son aquellos que no permiten el paso de señales, cuyas frecuencias se encuentren comprendidas entre otras dos, denominadas “frecuencias de corte superior e inferior”. Se puede construir un pasa banda o suprime banda, mediante la combinación de pasa baja y pasa alta.

3.- Haga una lista de los instrumentos utilizados y explique su conexión que utilizo.

       

Un Un Un Un Un Un Un Un

generador de funciones. analizador de espectros. osciloscopio. multímetro. filtro pasa bajas. filtro pasa altas filtro pasa bandas supresor de bandas

4.- Variando la frecuencia siete octavas a partir de 100 Hz, tome lecturas que le permitan conocer la respuesta a la frecuencia del filtro. Paso Bajas Frec Vent Vsal G [Hz] [V] [V] 100

2.26

200

2.26

400

2.26

800

2.25

1600

2.23

3200

2.22

6400

2.2

12800

2.2

Frec [Hz]

Paso Altas Vent Vsal [V] [V]

100

2.26

200

2.26

400

2.26

800

2.26

1600

2.26

3200

2.26

6400

2.23

12800

2.19

Frec [Hz]

80.973451 3 76.327433 1.725 6 73.672566 1.665 4 66.133333 1.488 3 50.179372 1.119 2 31.936936 0.709 9 19.909090 0.438 9 10.643636 0.23416 4 1.83

0.9238938 1 1.9261061 0.04353 9 3.6991150 0.0836 4 7.5353982 0.1703 3 14.305309 0.3233 7 25.256637 0.5708 2 39.233183 0.8749 9 57.808219 1.266 2 0.02088

Supresor Vent Vsal [V] [V]

100

2.25

200

2.25

400

2.25

800 1600

2.25 2.24

G

G

0.00215 0.0959111 8 1 0.00517 0.2301777 9 8 0.00971 0.4316 1 0.02052 0.912 0.04104 1.8321428

3200

2.24

6400

2.22

12800

2.21

Frec [Hz]

6 4.0004464 0.08961 3 5.6711711 0.1259 7 7.1493212 0.158 7

Paso Bandas Vent Vsal [V] [V]

100

2.26

200

2.26

400

2.26

800

2.26

1600

2.26

3200

2.26

6400

2.22

12800

2.21

0.0201 8 0.0321 5 0.0444 6 0.0458 3 0.0454 9 0.0393 3 0.0400 1 0.0383

G 0.8929203 5 1.4225663 7 1.9672566 4 2.0278761 1 2.0128318 6 1.7402654 9 1.8022522 5 1.7330316 7

5.- ¿Cuál es el criterio para determinar la(s) frecuencia(s) de corte de un filtro real? Medimos el valor de la máxima amplitud, a este valor le calculamos el 70%, ese 70% trazamos una línea punteada en la curva, y donde veamos que se cruza con la curva, obtenemos el valor de la frecuencia o frecuencias de corte.

6.- Incluya en su trabajo las curvas de respuesta a la frecuencia que se obtuvieron durante el desarrollo de la práctica, acotándolas con el tipo de escala que indique el profesor y rotulándolas convenientemente. (Deben probarse por lo menos cuatro filtros).

Paso Bajas 2 1.5

Amplitud

f(x) = - 0x + 1.55 R² = 0.79

1

Paso Bajas Linear (Paso Bajas)

0.5 0 0

5000 10000 15000

Frecuencia

Paso Altas 1.4 f(x) = 0x + 0.1 R² = 0.95

1.2 1 0.8

Paso Altas

Amplitud 0.6

Linear (Paso Altas)

0.4 0.2 0 0

5000 10000 15000

Frecuencia

Supresor 0.18 0.16 0.14 0.12 0.1 Amplitud 0.08 0.06 0.04 0.02 0

f(x) = 0x + 0.02 R² = 0.89

Supresor Linear (Supresor)

0

5000 10000 15000

Frecuencia

Paso Bandas 0.05 0.04

f(x) = 0x + 0.04 R² = 0.02

0.03

Amplitud

Paso Bandas

0.02

Linear (Paso Bandas)

0.01 0 0

10000

Frecuencia

20000

7.- Sobre cada grafica determine aproximadamente la(s) frecuencia(s) de corte y trace con línea punteada la curva de respuesta ideal. Sobre la misma hoja de la gráfica dibuje el circuito eléctrico del filtro correspondiente.

Paso Bajas 2 1.5

Amplitud

f(x) = - 0x + 1.55 R² = 0.79

1

Paso Bajas Linear (Paso Bajas)

0.5 0 0

5000 10000 15000

Frecuencia

Paso Altas 1.4 f(x) = 0x + 0.1 R² = 0.95

1.2 1 0.8

Paso Altas

Amplitud 0.6

Linear (Paso Altas)

0.4 0.2 0 0

5000 10000 15000

Frecuencia

Supresor 0.18 0.16 0.14 0.12 0.1 Amplitud 0.08 0.06 0.04 0.02 0

f(x) = 0x + 0.02 R² = 0.89

Supresor Linear (Supresor)

0

5000 10000 15000

Frecuencia

Paso Bandas 0.05 0.04

f(x) = 0x + 0.04 R² = 0.02

0.03

Amplitud

Paso Bandas

0.02

Linear (Paso Bandas)

0.01 0 0

10000

20000

Frecuencia

8.- Explique cómo se calcula el ancho de banda de paso de una gráfica de respuesta a la frecuencia y como se obtiene el factor de calidad de un filtro pasa-banda. Para obtener el ancho de banda utilizamos esta fórmula. Bω=( f c 2−f c1 )

Para calcular el factor de calidad.

Q=

f0 f 2−f 1

9.- Determine el ancho de banda y el factor de calidad de los filtros paso-banda que se probaron. Anote estos valores en la gráfica correspondiente. Bω=( f c 2−f c1 ) =( 12800−200 ) =12400 Q=

f0 800 = =0.063 f 2−f 1 12800−200

10.- Anote sus comentarios a la práctica y posibles mejoras a esta. En esta práctica se cumplieron los objetivos, logramos comprender el funcionamiento de un filtro real, y vimos que tanto se asemeja a un filtro ideal. Obtuvimos las curvas de respuesta a la frecuencia en 4 diferentes filtros y aprendimos a darles una lectura correcta. Como única sugerencia, así como en las practicas anteriores, creo q seria optimo, darle un mantenimiento, reparación y a su vez calibración a los distintos aparatos del laboratorio.