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Filtros pasivos y activos

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by

alejo silva

on 10 April 2014

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Transcript of Filtros pasivos y activos

FILTRO
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.
Un Filtro electrónico es un elemento que deja pasar señales eléctricas a través de él, a una cierta frecuencia o rangos de frecuencia mientras previene el paso de otras, pudiendo modificar tanto su amplitud como su fase. Es un dispositivo que separa, pasa o suprime un grupo de señales de una mezcla de señales. Pueden ser: analógicos o digitales.

Filtro pasivo
En los sistemas de comunicaciones se emplean filtros para dejar pasar solo las frecuencias que contengan la información deseada y eliminar las restantes. Los filtros son usados para dejar pasar solamente las frecuencias que pudieran resultar ser de alguna utilidad y eliminar cualquier tipo de interferencia o ruido ajeno a ellas. Existen dos tipos de filtros: Filtros Pasivos: son aquellos tipos de filtros formados por combinaciones serie o paralelo de elementos R, L o C.

Filtros RC y RL
Antes de los años setenta se conectaban filtros pasivos entre el condensador del filtro y la carga para reducir el rizado a menos del 1%.La intención es obtener una tensión continua casi perfecta, similar a la que proporciona una pila. En la actualidad es muy raro ver filtros pasivos en diseños de circuitos nuevos, es más común usar circuitos estabilizadores de tensión. Sin embargo estos estabilizadores tienen sus limitaciones y es posible que no quede más remedio que usar un filtro pasivo. Con la regla del 10 por 100 se obtiene una tensión continua en la carga de aproximadamente el 10%.
Filtros Activos
Un filtro activo es un filtro electrónico analógico, el cual utiliza componentes activos (que proporcionan una cierta forma de amplificación de energía).
Los filtros activos, son circuitos electrónicos utilizados dentro los circuitos de audio hasta los sistemas de procesamiento y sistemas.
Un filtro activo puede presentar ganancia en toda o parte de la señal de salida respecto a la señal de entrada.
Los filtros activos se comportan como una fuente, basados en convertidores de potencia.

Filtros pasivos y activos
Amplificadores Operacionales
Un ejemplo de filtro activo paso alto. Un amplificador operacional (el elemento activo)
Son utilizados para trabajar con señales de poco voltaje.
Son utilizados para amplificar señales de corrientes continuas y para señales de corrientes alternar pueden alcanzar hasta MHz.

Integrantes: Cordero Paredes Gino John
Guaita Vallejo Franklin Ricardo
Silva Lara David Alejandro

Filtro Eléctrico
Un filtro eléctrico o filtro electrónico 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.

Orden
El orden de un filtro describe el grado de aceptación o rechazo de frecuencias por arriba o por debajo, de la respectiva frecuencia de corte. Un filtro de primer orden, cuya frecuencia de corte sea igual a (F), presentará una atenuación de 6 dB en la primera octava (2F), 12 dB en la segunda octava (4F), 18 dB en la tercera octava (8F) y así sucesivamente.

Filtro de paso bajo
Un filtro paso bajo corresponde a un filtro caracterizado por permitir el paso de las frecuencias más bajas y atenuar las frecuencias más altas. El filtro requiere de dos terminales de entrada y dos de salida, de una caja negra, también denominada cuadripolo o bipuerto. De la teoría se obtiene que los filtros están caracterizados por sus funciones de transferencia, así cualquier configuración de elementos activos o pasivos que consigan cierta función de transferencia serán considerados un filtro de cierto tipo.

Filtro de paso alto
Un filtro paso alto (HPF) es un tipo de filtro electrónico en cuya respuesta en frecuencia se atenúan las componentes de baja frecuencia pero no las de alta frecuencia, éstas incluso pueden amplificarse en los filtros activos. La alta o baja frecuencia es un término relativo que dependerá del diseño y de la aplicación.

Filtro paso banda
Un filtro paso banda es un tipo de filtro electrónico que deja pasar un determinado rango de frecuencias de una señal y atenúa el paso del resto.
Un circuito simple de este tipo de filtros es un circuito RLC (resistor, bobina y condensador) en el que se deja pasar la frecuencia de resonancia, que sería la frecuencia central (fc) y las componentes frecuencia les próximas a ésta.

Filtro RC
La figura muestra dos filtros RC entre el condensador de entrada y la resistencia de carga. El rizado aparece en las resistencias en serie en lugar de hacerlo en la carga. Valores adecuados para las resistencias y los condensadores son:
R = 6,8 ohms, C = 1000 µF

Filtro RC paso bajo
Un filtro RC paso bajo es un circuito formado por un resistor y un capacitor conectados en serie.
Estos filtros RC no son perfectos por lo que se hacen dos análisis. La unidad de frecuencia es el: Hertz, Hertzio o ciclo por segundo.

Filtro RC paso alto
El filtro paso alto es un circuito que permite el paso de las frecuencias por encima de la frecuencia de corte (Fc) y elimina las que sean inferiores a ésta. Las frecuencias que pasan son las que están al lado derecho de la línea vertical roja, que representa la frecuencia de corte.
Filtro RL paso bajo
Un filtro RL paso bajo es un circuito formado por una resistencia y una bobina conectados en serie de manera que este permite solamente el paso de frecuencias por debajo de una frecuencia en particular llamada frecuencia de corte (Fc) y elimina las frecuencias por encima de esta frecuencia.
Filtro RL paso alto
Un filtro RL paso alto es un circuito formado por una resistencia y una bobina conectados en serie de manera que este permite solamente el paso de frecuencias por encima de una frecuencia en particular llamada frecuencia de corte (Fc) y elimina las frecuencias por encima de esta frecuencia.
Filtro básico pasa-baja

Está compuesto por un amplificador operacional de ganancia unitaria mas un circuito RC. El valor de R y Rf deben ser iguales para asegurar la ganancia igual a uno.

Filtros pasa-altas

Son filtros que emiten una señal mientras su frecuencia está por debajo de la frecuencia wc, una vez superada esta frecuencia, permite el paso de la señal de entrada.

Filtros pasa-banda

Son filtros que permiten elegir la banda de frecuencia que se desea dejar pasar, esta banda de frecuencia está limitada por una frecuencia mínima y una máxima.

Muestreo y retención

El amplificador de muestreo y retención opera como un típico amplificador operacional en el modo de muestreo, pero en el modo de retenedor, su salida es idealmente constante, independiente de la entrada. Es utilizado para proporcionar una salida estable al convertidor analógico/digital durante la conversión.

DIFERENCIAS ENTRE FILTROS ACTIVOS Y PASIVOS
Un filtro pasivo está compuesto por componentes pasivos, es decir, que no necesitan de alimentación para operar.
Al contrario, un filtro activo, está compuesto por componentes activos (que necesitan de alimentación, por ejemplo, amplificadores operacionales) y pasivos.

VENTAJAS
El costo es mucho menor que el de los pasivos
Proporcionan ganancias
La fabricación pueden ser automatizados
Los paracitos (problemas) se reducen debido al menor tamaño
Tiene Pérdidas o atenuación nulas.

DESVENTAJAS
Ancho de banda limitado
La sensibilidad es muy alta.
Alimentación exterior. Depende de otro dispositivos para poder funcionar

Filtro rechaza – banda

Las frecuencias que se encuentran dentro de ω1 y ω2, dejando pasar las frecuencias restantes.

La desventaja principal del filtro RC es la pérdida de tensión en cada resistencia. Esto quiere decir que el filtro RC es adecuado solamente para cargas pequeñas. Es útil si se tiene un circuito digital controlando relés, estos relés crean ruidos en la alimentación provocando el mal funcionamiento del circuito digital, con una sección de este filtro para la alimentación digital se soluciona el problema.
Conclusiones
El filtro paso bajo ideal es un circuito formado por un resistor y un capacitor, que permite el paso de las frecuencias por debajo de la frecuencia de corte (Fc) y elimina las que sean superiores a ésta.
Analisis ideal
• Podemos concluir que una posible aplicación del filtro pasivo de paso alto sería la de hacer que las altas frecuencias de una señal de audio fuesen a un altavoz para sonidos agudos mientras que un filtro paso bajo haría lo propio con los graves.
• Nos percatamos que otra aplicación sería la de eliminar los ruidos que provienen de la red eléctrica (50 o 60Hz) en un circuito cuyas señales fueran más altas.
• El filtro activo puede presentar ganancia en toda o parte de la señal de salida respecto a la señal de entrada.
• Los filtros activos se encuentran presentes desde los circuitos de audio hasta los sistemas de procesamiento de señales analógicas y digitales.
• Los amplificadores operacionales son utilizados para trabajar con señales de poco voltaje.
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