FILTROS
PASIVOS
1.INTRODUCCIÓN
Def.
Es un circuito capaz de permitir el paso, alterar, modificar o
eliminar ciertas frecuencias.
Ya
que conocemos el espectro, con un filtro se puede permitir que sólo
pasen atenuadas o eliminadas las frecuencias.
2.TAXONOMÍA
DE LOS FILTROS: VARIOS CRITERIOS
2.1
SEGÚN EL COMPORTAMIENTO SECUENCIAL (FRECUENCIA): 4
-
Paso Bajos: pasan las frecuencias bajas e impide el paso a las altas.
-
Paso Altos: lo contrario que lo anterior, es decir, pasan las frecuencias altas e impide el paso a las frecuencias bajas.
-
Paso Bandas: Permite el paso entre dos frecuencias y rechaza las que se encuentran fuera del margen, de los límites, entre ambas.
-
Elimina Banda: lo contrario de lo anterior, permite el paso de lo que se encuentra fuera de un margen de dos frecuencias.
2.2
ACTIVO O PASIVO. DIFERENCIAS.
Los
pasivos solo están compuestos por elementos pasivos: resistencias,
bobinas, condensadores o alguna combinación de ellos.
No
amplifican, por ejemplo, entra un voltio y sale un voltio o menor.
Pueden
encontrarse dentro de cualquiera de los cuatro anteriores.
Se
pueden usar para cualquier tipo de frecuencia.
Los
activos poseen al menos un comportamiento electrónico activo. El más
común es el amplificador operacional.
No
requieren de bobinas, pueden llevar resistencias y condensadores.
El
menos parecido al ideal es la bobina.
Poseen
la capacidad de amplificar, por lo que no solo eliminan las
frecuencias que no interesan, sino que amplifican las que son objeto
de interés.
En
radio comunicaciones son los más utilizados.
En
frecuencias altas no funcionan.
2.3
ORDEN.
Este
criterio se relaciona con un parámetro típico de los filtros que es
la SELECTIVIDAD.
Imaginemos
que tenemos un filtro, A, de pasos bajos, que permite el paso a las
frecuencias menores o iguales a 2 KHz, se podría pensar que si entra
una frecuencia de 1 KHz, su amplitud sería de 1 v. Ahora bien, si la
frecuencia es de 3 KHz y su amplitud de 1 v, lo reduce a 0.1 v.
Si
lo comparamos con otro filtro, B, de pasos bajos también, que a 2
KHz su amplitud es de 1 v, y a 3 KHz su amplitud es de 0.01 v,
podríamos decir que B es de un orden mayor que A, por tanto más
selectivo que A, ya que reduce más lo que no interesa, con lo que
cuanto más pequeño sea el valor mejor.
Sin
embargo, la elección de un filtro de mayor orden, más selectivo,
puede que no sea acertada, ya que al ser de mayor orden, es más
complejo y consume más, lo que hace que puede que el coste vs
beneficio no nos interese.
3.
REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LOS FILTROS. CARACTERÍSTICAS
En
el eje X se representa la frecuencia y en el Y, no se representa la
amplitud puesto que no la tiene, sino la relación entre el voltaje
de entrada y el de salida, H(w)= Vo/Vi .
Para
que la frecuencia que entra salga inalterada, dicha relación ha de
ser de 1, esto en la práctica no es posible.
H es
una función de transferencia, cuya variable es f, frecuencia, siendo
f la que depende de H.
La
diferencia entre un filtro de primer orden y otro de segundo estriba
en que la pendiente de la curva es mayor.
El
problema de la escala.
Al
generar unos valores tan cercanos a cero, al representarlos, no se
pueden distinguir bien, por lo que hay que utilizar algún cambio de
escala, que nos permita ver el valor con precisión, de tal forma
que, se expandan los valores más pequeños y encojan los más
grandes. Esto se hace mediante logaritmos.
Utilizamos
20 log (Vo/Vi), con lo que generamos unos
valores que nos permite una representación gráfica, a la que
denominaremos: diagrama de Bode, de cualquier función de
transferencia en dB.
4.
FRECUENCIA DE CORTE
A
partir de qué valor decimos que la señal no pasa, cuál es la
frecuencia de corte, su límite.
Primero,
habrá que convenir la frecuencia por la que un filtro empieza a
rechazar las frecuencias de entrada.
La
frecuencia será aquella que cuando se produzca una caída de 3 dB
con respecto al máximo. Sin embargo, en el caso de los filtros
pasivos es 0, siendo la frecuencia de corte – 3 dB, perdiendo la
señal la mitad de la potencia.
5.
BANDA DE PASO
Aquellas
bandas que pasan se les llama banda de paso, que van desde el máx
hasta la frecuencia de corte o las frecuencias de corte.
6.
FRECUENCIA ATENUADA
Existen
filtros que consideran una segunda frecuencia, que se le conoce con
el nombre de frecuencia atenuada, es una frecuencia que no está
determinada, puede variar entre los 40 y los 60 dB.
7.
BANDA DE TRANSICIÓN.
Es
la que se encuentra entre la frecuencia de corte y la atenuada.
Será
más pequeña cuanto más selectivo sea el filtro.
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