REPORTE DE PRÁCTICA DISEÑO DE UN FILTRO ACTIVO PASA BANDA DE PRIMER ORDEN

ALUMNO(S):

GRUPO: 

5701

FECHA:

30/11/2020

EDWAR GUADARRAMA CERON   

MARTIN FERNANDEZ RAMIREZ       

CALIFICACIÓN

ASIGNATURA:

OPTOELECTRONICA

DOCENTE:

I.E JOSE JAVIER LEGUIZAMO ROJAS

TITULO DE LA PRÁCTICA:

DISEÑO DE UN FILTRO ACTIVO PASA BANDA DE PRIMER ORDEN

                 OBJETIVOS:        

• SE PRETENDE CALCULAR Y DISEÑAR UN FILTRO ACTIVO PASA BANDA DE PRIMER ORDEN Y COMPROBAR LOS RESULTADOS OBTENIDOS POR MEDIO DE LAS SIMULACIONES CORRESPONDIENTES.

INTRODUCCIÓN:

CON LA SIGUIENTE PRACTICA SE BUSCA REALIZAR EL DISEÑO, CALCULO Y ANALISIS DEL FILTRO ACTIVO PASA BANDA DE PRIMER ORDEN, UTILIZANDO AMPLIFICADORES OPERACIONALES, RESISTENCIAS, CAPACITORES, ETC. Y AL FINAL CORROBORAR LOS DATOS CALCULADOS CON LOS DATOS OBTENIDOS DE LAS SIMULACIONES CORRESPONDIENTES.

MARCO TEÓRICO

 Un filtro es un circuito electrónico que posee una entrada y una salida.

 En la entrada se introducen señales alternas de diferentes frecuencias y en la salida se extraen esas señales atenuadas en mayor o menor medida según la frecuencia de la señal.

 Si el circuito del filtro está formado por resistencias, condensadores y/o bobinas (componentes pasivos) el filtro se dirá que es un filtro pasivo.

 Si el circuito del filtro está formado por el esquema o célula básica se dirá que es de primer orden.

 Será de segundo orden si está formado por dos células básicas, de tercer orden si lo está por tres, etc.

 Frecuencia de corte: Es la frecuencia para la que la ganancia en tensión del filtro cae de 1 a 0.707 (esto expresado en decibelios, dB, se diría como que la ganancia del filtro se reduce en 3dB de la máxima, que se considera como nivel de 0dB). En los filtros pasa banda y elimina banda existirán dos frecuencias de corte diferentes, la inferior y la superior.

 Banda de Paso: Es el margen de frecuencias para las cuales la señal se atenúa <3dB, y está comprendida dentro de las frecuencias de corte Respuesta en frecuencia: Se entiende por respuesta en frecuencia la respuesta en estado estacionario de un sistema estable ante una entrada senoidal.

Una de las ventajas que ofrece el estudio de la respuesta en frecuencia de un sistema es que mediante pruebas sencillas se puede determinar de forma experimental su función de transferencia utilizando generadores de onda y equipos de medición de uso frecuente en los laboratorios.

Función de transferencia senoidal (cont.): La respuesta en frecuencia de un sistema con función de transferencia G(s) se obtiene sustituyendo s=jω, obteniendo la función G(jω) denominada función de transferencia senoidal.  

Los elementos activos Son dispositivos capaces de generar una tensión o una corriente (en forma más general un campo eléctrico) y suministrar potencia a una carga dada (entregan energía).

Los filtros activos son aquellos que cuentan con fuentes controladas o elementos activos, como, por ejemplo, amplificadores operacionales, transistores o tubos de vacío. A través de un circuito electrónico, un filtro permite cumplir con la modelización de una función de transferencia que cambie la señal de entrada y dé una señal de salida conforme al diseño.

La configuración de un filtro electrónico suele ser selectiva y el criterio de selección es la frecuencia de la señal de entrada.

Los filtros activos son filtros analógicos, lo que implica que modifican una señal analógica (entrada) en función de las componentes de frecuencia.

Filtros pasa banda: Este filtro se puede obtener mediante la combinación de un filtro pasa banda y uno pasa alta, y permite obtener una ganancia K sobre un intervalo determinado de frecuencias. La conformación de este filtro se muestra en el diagrama de bloques de la figura

[pic 3]

Figura 1. Composición del filtro paso banda

[pic 4]

Figura 2. Respuesta en frecuencia del filtro pasa banda.

DESARROLLO:

LISTA DE MATERIALES

Software proteus

Software Matlab

- Amplificadores operacionales

- Resistencias (Varios Valores)

- Capacitores

Procedimiento

• Realizar los cálculos del filtro para las frecuencias de corte Fc1 = 380Hz * 13 (NL)
• Fc2 = 22Hz * 13 (NL)

CAPACITOR PROPUESTO = 10 uF

FC1=380 Hz*(13) = 4.94 kHz

                          R1 = [pic 5]

R1=[pic 6]

R1=3.221 [pic 7]

FC2=22Hz*(13) = 286 Hz

                          R2 = [pic 8]

R2=[pic 9]

R2 = 55.64 [pic 10]

SIMULACION DEL CIRCUITO, APLICANDO LOS RESULTADOS ONTENIDOS:

[pic 11]

PASA ALTAS

Fc= 1KHz

G(s)= [pic 12]

G(jw)= [pic 13]

θ=[pic 14]

Figura 3. Simulación y grafica Respuesta a la frecuencia

[pic 15]

Figura 4. Diagrama de Bode

[pic 16]

Figura 5. Diagrama de Nyquist

CONCLUSIONES:

todos los objetivos planteados para este trabajo, han sido alcanzados incluso con las limitaciones que presenta el modelo empleado, cumplió satisfactoriamente la función de dejar pasar las frecuencia de Fc1  del corte inferior, y Fc2 la frecuencia de corte superior.

BIBLIOGRAFÍA

U. Tietze∙ Ch. Schenk, “Advanced Electronic Circuits”, Editorial: Springer-Verlag , Año 1978, [pág. 76-135]

Ogata, K. (2010). Ingeniería de Control Moderna. Madrid: PEARSON.  

Albert Paul Malvino, “Principios de electrónica”, Editorial: McGraw-Hill, Año 2000, [pág. 809-842]

LOS FILTROS PASIVOS DE PRIMER ORDEN.  Available [Online]:  

http://ele-mariamoliner.dyndns.org/~jsalgado/analogica/6CA-filtros.pdf

Torres Julio. Filtros Activos: Características, de Primer y Segundo Orden.  Available [Online]:  https://www.lifeder.com/filtros-activos/

Martínez M. Elementos Activos y Pasivos de un Circuito. Febrero 15, 2017.  Available [Online]:   http://marcosdejesusmartinezmendez.blogspot.com/2017/02/elementos-activos-y-pasivos-de-un.html