Práctica No 1 “Filtros pasivos de primer orden” Los filtros son parte fundamental de los circuitos electrónicos y se utilizan en aplicaciones que van de los circuitos de audio a los sistemas de procesamiento de señales. Filtro pasa bajas Un filtro pasa baja común se forma cuando la salida de un circuito RC se toma del capacitor, tal como se muestra en la siguiente figura: El filtro pasa bajas es un circuito cuyo voltaje de salida es constante, desde cd hasta llegar a cierta frecuencia de corte Ѡc. Conforme la frecuencia va aumentando por arriba de Ѡc, el voltaje de salida se atenúa (disminuye). La figura 2 es una gráfica de la magnitud del voltaje de salida de un filtro pasa bajas en función de la frecuencia. La frecuencia de corte Ѡces aquella a la cual la ganancia disminuye hasta 70.71% de su valor máximo y se conoce también como 0.7071, frecuencia de esquina o frecuencia de ruptura.[2] Cuando la función a realizar por un filtro se describe en el dominio frecuencial, el comportamiento deseado se define mediante la función de transferencia y se presta atención tanto a la amplitud como a la fase.[3] • • Amplitud: valor máximo que puede alcanzar una magnitud oscilante en un periodo de tiempo. Fase: describe la posición relativa de una forma de onda con otra. La función de transferencia para un filtro pasa bajas se define como: La frecuencia de corte Ѡc, seobtiene igualando la magnitud de H(w) a 1/ √2 (0.7071)de modo que: Filtro pasa altas Deja pasar altas frecuencias y rechaza las frecuencias bajas. Los filtros pasa altas atenúan el voltaje de salida de todas las frecuencias que están por debajo de la frecuencia de corte Ѡc. Para frecuencias superiores a Ѡc, la magnitud del voltaje de salida es constante. En la figura 3 se aprecian las gráficas del filtro pasa altas ideal y real.[2] De forma contraria al filtro pasa baja, la salida del circuito RC es tomada de la resistencia. (Figura 4) La función de transferencia es: De tal forma que la frecuencia de corte estaría definida: Instrucciones: 1-A. Diseñe un filtro pasa bajas de primer orden para una frecuencia de corte de fc=_______ Hz . 1-B. Diseñe un filtro pasa altas de primer orden con frecuencia de corte de fc=______ Hz. Procedimiento 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Calcular la frecuencia angular: Proponga un capacitor de C. Obtener el valor de la resistencia despejando R. Una vez que se tienen los valores adecuados de los componentes, implementar el circuito en la tarjeta de prototipos. Fijar en el generador de funciones la frecuencia de corte. Medir la entrada y la salida de voltaje al circuito resultante utilizando el canal 1 y canal 2 respectivamente del osciloscopio. Realizar la comprobación de caída de voltaje, lo más adecuado es que el valor sea de 0.7071, sin embargo se tiene de tolerancia de 5%. A partir del periodo T (o 1/f) de cualquiera de las ondas por medio de los cursores de osciloscopio (la distancia que existe entre el cruce del eje de las x de una señal y el cruce de la otra), se procede a encontrar el desfasamiento en grados a partir de la ecuación indicada. Realizar el cálculo del error, y comprobar si nuestro filtro funciona correctamente, el valor adecuado de desfase es 45°. Las ecuaciones para realizar las mediciones finales quedan descritas como: Donde: H: Ganancia de voltaje E: Error absoluto Vr: Valor real Vm: Valor medido Vo: Voltaje de salida Vi: Voltaje de entrada AN: Angulo de fase en grados T: Periodo t: Desfasamiento en segundos 1 Resistencia 1 Capacitor 1 Protoboar 2 Caimanes 1 Microprueba Materiales 1 Osciloscopio 1 Generador de funciones 1 Multímetro Referencias: [1] Electrónica: teoría de circuitos y dispositivos electrónicos Autor: BoylestadNashelsky [2]Amplificadores operacionales y circuitos integrales lineales Autor: Robert F. Coughlin, Frederick F. Driscoll Capitulo 4. “Filtros activos” pag 290-291 Link. http://books.google.com.mx/books?id=JdTIqo3EkIC&pg=PA290&dq=filtros+pasivos&hl=es&sa=X&ei=QBPoTq_ZO6iIiAK5xZ2IAQ&ved=0CF4 Q6AEwCTgK#v=onepage&q&f=false [3]Adquisición y distribución de señales Autor: Ramón Pallás Capitulo 3 “Acondicionamiento de señales de entrada” Subtema 3.3 Filtrado pag 127 Link. http://books.google.com.mx/books?id=sYavwLAl2k4C&pg=PA128&dq=filtros+pasivos&hl=es&ei=K hHoTrrvGKjciQLbnYmyBw&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=6&ved=0CEgQ6AEwBQ#v=o nepage&q=filtros%20pasivos&f=false [4] http://www.ingeniaste.com/ingenias/telecom/filtro-electrico.html [5] http://www.dte.us.es/ing_inf/ins_elec/temario/Tema%204.%20Filtros.pdf