FILTROS ELECTRONICOS

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Instituto Politécnico Nacional ESIME Zacatenco Ingeniería en Control y Automatización Electrónica I EXPOSICION 5 “FILTROS ELECTRONICOS” INTEGRANTES: ESCALONA MENDOZA RUBEN ARMANDO LAGUNA TAPIA LEOBARDO MORENO VELÁZQUEZ RICARDO NUÑEZ LEDEZMA ALEXIS ROUSSEL VALDESPINO ALFONSO

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filtros electrónicos

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Instituto Politcnico NacionalESIME ZacatencoIngeniera en Control y Automatizacin

Electrnica IEXPOSICION 5 FILTROS ELECTRONICOS

INTEGRANTES:ESCALONA MENDOZA RUBEN ARMANDOLAGUNA TAPIA LEOBARDOMORENO VELZQUEZ RICARDONUEZ LEDEZMA ALEXISROUSSEL VALDESPINO ALFONSO Grupo: 4AM1

Fecha de exposicin:Lunes, 02 de Marzo del 2015 FILTROS ELECTRONICOSQu son?Son circuitos especializados en tratar de distinta forma (amplificar y desfasar ms o menos) a los armnicos segn su frecuencia.Sistema cuya respuesta frecuencial toma valores significativos nicamente en ciertas bandas del eje frecuencial.Los filtros son dispositivos utilizados para permitir que las seales en algunas frecuencias pasen y rechazan otros. Los filtros son un componente bsico de los diseos de ingeniera electrnica y tienen numerosas aplicaciones. Estos incluyen la seleccin de las seales y la limitacin del ruido.

La respuesta frecuencial de H(j) es elegida de forma que se aproxime a las especificaciones de diseo dadas.Para realizar un filtro, debemos conocer su funcin del sistema H(s).Funcin de transferenciaDonde S = frecuencia angular compleja = j

Y(S)=H(S)*X(S)y(t)= L-1{ H(S)*X(S)}

H(S) es la funcin de transferencia del circuito. Es funcin de la frecuencia, y nos d una idea de cmo trata el circuito a cada uno de los armnicos en que puede expresarse la seal de entrada.

UtilidadAcondicionamiento de la seal de entrada al sistema

Eliminar interferencias y ruido de las seales procedentes de sensores. Limitacin del ancho de banda al rango til del sistema. Eliminacin de frecuencias superiores antes de la conversin A/D (Anti-aliasing). Sintonizacin de seales tiles.

Acondicionamiento de la seal de salida Eliminacin de armnicos innecesarios. Supresin de ruido e interferencias que haya introducido el sistema.

Tipos de Filtros.A) Segn la funcin que realizan1.-Paso-bajo 2.-Paso-alto3.-Pasa-banda4.-Banda-eliminada*Desde el punto de vista de la frecuencia*Desde el punto de vista temporal

B) Pasivos-Activos

C) Segn el orden de la funcin1.-De primer orden*Paso-Bajo*Paso-Alto

2.-Funciones normalizadas de 2 orden resonantes*Filtro Paso Bajo (PB)*Filtro Paso Alto (PA)*Filtro Paso Banda (PF)*Filtro Rechazo de Banda (RF)

3.-Filtro de orden superior

D) Segn el rizado y la banda de transicin. *Butterworth*Chebyshev*Bessel*Caver o elptico*Diseo

E) Filtros universales e integrados.F) Filtros universales conmutados.H) Filtros Digitales.

CATEGORAS DE FILTROSLos filtros se clasifican por la forma en que el voltaje vara con la frecuencia del voltaje de entrada, siendo las siguientes cuatro categoras. FILTRO PASOBAJAS FILTRO PASOALTAS FILTRO PASOBANDA FILTRO SUPRESOR DE BANDA Se define a un filtro como un circuito que deja de pasar ciertas frecuencias y rechaza a las dems. Se les llama filtros activos porque contienen un elemento activo que amplifica la seal. En el eje y encontramos la ganancia en decibelios (dB) y en el eje x se encuentra el valor de la frecuencia. La banda de paso de un filtro es el intervalo de frecuencias que el filtro deja pasar con atenuacin mnima. La frecuencia crtica (fc) tambin conocida como frecuencia de corte se define como el final de la banda de paso y normalmente se especifica el punto donde la respuesta se recude (70.7%) con respecto a la banda de paso. Despus de la banda de paso existe una regin llamada regin de transicin que conduce a una regin llamada banda de rechazo.FILTRO PASOBAJAS.Filtro que deja pasar frecuencias desde cd hasta fc y rechaza a las otras frecuencias. La banda de paso del filtro pasobajas ideal se muestra en el rea sombreada de la siguiente figura.

Siendo el ancho de banda de un filtro pasobajas ideal igual a BW=fc.La respuesta del filtro ideal solo es un concepto para generalizarla ya que la respuesta de un filtro real depende del nmero de polos siendo los polos el nmero de circuitos RC contenidos en l. Grficamente el filtro pasobajas ms sencillo est compuesto por un resistor y un capacitor, en donde se toma la salida en el capacitor como se muestra en la imagen siguiente.

FILTRO PASOALTAS.Filtro que atena o rechaza todas las frecuencias por debajo de fc y deja pasar todas las frecuencias por arriba de fc. La frecuencia critica es, la frecuencia a la cual la salida es 70.7% de la frecuencia de entrada. Igualmente se establece el prototipo de la respuesta ideal del filtro pasoaltas, que como se muestra en la imagen sufre una reduccin instantnea a fc, la que analticamente no es alcanzable por un circuito real, idealmente la banda de paso de un filtro pasoaltas es todas las frecuencias por encima de la frecuencia critica o de corte.

Al igual que el circuito bsico pasobajas puede ser utilizado para un filtro pasoaltas, un capacitor y un resistor conectados en serie siendo en este caso el resistor el elemento por el cual se va a tomar la salida como se ilustra en la imagen.

FILTRO PASOBANDA.Se identifica a un filtro pasobanda como aquel que deja pasar todas las seales dentro de una banda entre un lmite inferior de frecuencia y un lmite superior de frecuencia y como los anteriores rechaza las frecuencias que no se encuentren dentro del rango. El ancho de dicha banda se define como: BW=fc2-fc1.Los puntos crticos para dicho filtro son aquellos puntos donde la curva de respuesta igualmente tiene un valor de 70.7% de su valor mximo. La frecuencia a la cual la banda de paso est centralizada se llama frecuencia central f0.

FILTRO SUPRESOR DE BANDA.Tambin conocido como filtro muestra, filtro rechaza bandas o filtro de eliminacin de bandas se puede pensar en su operacin como el filtro opuesto al filtro paso banda, porque las frecuencias dentro de un cierto ancho de banda son rechazadas y a las frecuencias afuera del ancho de banda se les permite pasar, en la imagen siguiente se muestra la respuesta de un filtro supresor de banda que su ancho est dado por la banda de frecuencias entre los puntos 3dB tal como es en el caso de la respuesta del filtro pasabanda.

CLASIFICACION DEFILTROS SEGN SU RESPUESTA APROXIMADALas respuestas Paso Bajo, Paso Alto, Paso Banda, Banda Eliminada, Pasa Todo son imposibles de implementas en circuitos reales, pero existen cinco aproximaciones estndar utilizadas como solucin de compromiso a la respuesta ideal. Cada una de estas aproximaciones posen una ventaja que las otras no poseen, la aproximacin escogida por el diseador depender de lo aceptable que pueda ser cada aplicacin. AtenuacinLa atenuacin se refiere a la perdida de seal. Con una tensin de entrada constante, la atenuacin se define como la tensin de salida a cualquier frecuencia dividida entre la tensin de salida para las frecuencias medias.

Por ejemplo, si la tensin de salida es de 1v para cualquier frecuencia y la tensin de salida para frecuencias medias es de 2v entonces:

La atenuacin se expresa normalmente en decibelios usando normalmente la siguiente ecuacin:Atenuacin en decibelios = -20log atenuacin, por ejemplo para una atenuacin de 0,5, la atenuacin en decibelios es:Atenuacin en decibelios = -20log (0,5) = 6 dB

Atenuacin en la Banda pasante y en la banda eliminada En el anlisis y diseo de filtros, los filtros pasa bajo son simplemente un prototipo, un circuito bsico que puede ser modificado para obtener otros circuitos. Normalmente, cualquier problema en un filtro se transforma en el equivalente para el filtro pasa bajo y se resuelve; la solucin de este problema se transforma de nuevo al filtro original. La atenuacin cero en la banda de pasante, infinita en la banda eliminada y tensiones verticales son poco realistas. Al construir un filtro paso bajo las tres zonas son como aparecen en la figura (21.6):

La banda pasante est entre 0 y fc. La banda eliminada son todas las frecuencias por encima de fs. La zona de transicin est entre fc y fs. Como de muestra en la imagen la banda pasante no llega a tener una atenuacin 0. Esta puede tomar valores entre cero y Ap. Por ejemplo en algunas aplicaciones la banda pasante puede tener Ap = 0,5 dB. Esto quiere decir que se compromete la respuesta ideal para permitir hasta 0,5 dB de prdidas de seal en cualquier lugar de la banda pasante.De igual manera la banda eliminada no llega a la atenuacin infinita, puede tener valores en cualquier lugar de la banda pasante desde As hasta infinito. Por ejemplo en algunas aplicaciones As =60 dB , con esto se est diciendo que ser aceptable una atenuacin de 60 dB en cualquier lugar de la banda eliminada. En la imagen, la Zona de transicin no es vertical. Se est admitiendo una pendiente que no es vertical, est pendiente vendr determinada por los valores fc, fs, Ap y As. . Por ejemplo, si fc = 1kHz, fs= 2kHz, Ap =0,5 dB As =60dB la pendiente es aproximadamente 60 dB por octava.Las cinco aproximaciones, son un compromiso entre las caractersticas de banda pasante, banda eliminada y zona de transicin. Las aproximaciones podrn mejorar la eliminacin de rizado en la banda pasante, o el ndice de atenuacin o el desfase. La frecuencia superior en la banda pasante se denomina frecuencia de corte ( fc). Esta frecuencia es casi como hacer referencia a la frecuencia de inflexin, ya que esta donde la banda pasante comienza su inflexin.

Orden del filtro El orden de un filtro pasivo (representado por n) es igual al nmero de autoinductores y condensadores en el filtro. Si un filtro pasivo tiene dos autoinductores y dos condensadores, n=4 de esta forma el orden indica la complejidad del filtro. El orden de un filtro activo depende del nmero de circuitos RC (llamados polos) que contenga. Si contiene 8 circuitos RC, n=8. Contar los circuitos RC de un filtro activo puede ser difcil. Por ello, se utiliza un mtodo sencillo para determinar el orden de un filtro activo, n= numero de condensadores, como se sabe un condensadores es parte de un circuito RC (EXISTEN EXCEPCIONES OCACIONALES). Aproximacin de Butterworth La aproximacin de Butterworth es denominada tambin como Aproximacin Mximamente Plana ya que la atenuacin en la mayor parte de la banda pasante es cero y disminuye gradualmente hasta Ap, al final de la banda pasante, por debajo de la frecuencia de inflexin, la respuesta decae a un ritmo aproximado de 20n dB por dcada donde n es el orden del filtro.Pendiente = 20n dB /dcada.El equivalente en octava es:Pendiente = 6n dB /octava.Por ejemplo un filtro de Butterworth decae a un ritmo de 20 dB por dcada o 6 dB por octava; uno de cuarto orden decae 80 dB por dcada o 24 dB por octava; uno de noveno orden decae 180 dB por dcada o 54 dB por octava etc.

En la figura 21-7, muestra la respuesta de un filtro de Butterworth paso bajo con las siguientes especificaciones: n=6. Ap= 2,5 dB y fc= 1 kHz. Estas especificaciones explican que es de sexto orden, atenuacin de 2,5 dB y una frecuencia de corte de 1 kHz, los nmeros a lo largo del eje de frecuencias de la figura 2.2 son abreviaturas (2E3=2x103=2.000). Obsrvese como se hace plana la respuesta en la banda pasante. Esta es la mayor ventaja de un filtro de Butterworth. Su mayor desventaja es lo relativamente despacio que decae comparado con otras aproximaciones. Aproximacin de de ChebyshevEn algunas aplicaciones no es importante la existencia de una banda pasante con respuesta plana, en este caso la respuesta de Chebyshev puede ser la indicada, ya que decae ms rpidamente en la regin de transicin comparndola con la aproximacin de Butterworth. El precio a pagar por esta rpida cada es el rizado que aparecer en la banda pasante de la respuesta en frecuencia. La figura 2.3(a) muestra la respuesta de un filtro paso bajo de Chebyshev con las siguientes especificaciones n=6. Ap= 2,5 dB y fc= 1 kHz. Son las mismas utilizadas en el filtro anterior (Butterworth), cuando se comparan ambas figuras se observa que el filtro de Chebyshev del mismo orden tiene una pendiente ms pronunciada en la zona de transicin. Por ello la atenuacin con este filtro es siempre mayor a la atenuacin con un filtro de Butterworth del mismo orden.

Figura 2.3(a)- Figura 2.3(b) El nmero de rizados en la banda pasante de un filtro paso bajo de Chebyshev es igual a la mitad del orden del filtro, si un filtro tiene de orden 10, este tendr 5 rizados en la banda pasante. La figura 2.3b muestra una muy buena respuesta de un filtro de Chebyshev de orden 20 tiene rizados 10 picos en la banda pasante). En la figura se puede observar que el rizado tiene el mismo valor pico a pico. Debido a esto a la aproximacin de Chebyshev se le llama tambin Aproximacin de igual rizado. Aproximacin Inversa de Chebyshev En aplicaciones en las que sea necesaria la respuesta plana en la banda pasante, adems de una atenuacin rpida, el diseador deber usar una aproximacin inversa de Chebyshev. Esta tiene una respuesta plana en la banda de pasante y una respuesta con rizado en la banda eliminada. El ritmo de cada de la zona de transicin es comparable al del filtro de Chebyshev.La figura 2.4 muestra la respuesta de un filtro paso bajo de Chebyshev con las siguientes especificaciones: n=6. Ap= 2,5 dB y fc= 1 kHz. Se puede observar que un filtro inverso de Chebyshev tiene una banda pasante plana, una atenuacin rpida y rizada en la banda eliminada. (Monotonica) significa que la banda eliminada no tiene rizado. Con las aproximaciones analizadas anteriormente, los filtros de Butterworth y de Chebyshev tenan bandas eliminadas monotonicas, a diferencia de la banda eliminada de la aproximacin inversa de Chebyshev, esta cuenta con rizados en esta zona.Cuando se realizan las especificaciones de un filtro inverso de Chebyshev, debe ser marcada la atenuacin mnima en la banda de pasante, ya que podran aparecer rizados en ella que superan este valor. Por ejemplo en la figura 21-9 el filtro inverso de Chebyshev tiene una atenuacin en la banda eliminada de 60 dB. Como se puede observar, el rizado est prximo a este nivel en diferentes frecuencias de la banda eliminada. La respuesta inusual en la banda eliminada de la figura 2.4 sucede debido a que el filtro inverso de Chebyshev tiene componentes que reducen la respuesta en l banda eliminada en ciertas frecuencias. En pocas palabras hay frecuencia en la banda eliminada que tiene una atenuacin que se aproxima al infinito.

Aproximacin ElpticaAlgunas aplicaciones requieren la mayor pendiente posible en la zona de atenuacin. Si pueden ser aceptados los rizados en la banda pasante y eliminada, el diseador puede escoger la aproximacin elptica. Tambin conocida como filtro de Cauer, este tipo de filtro optimiza la respuesta en la zona de atenuacin a expensas de la banda pasante y eliminada. La figura 21.10 muestra la respuesta de un filtro paso bajo elptico con las misma especificaciones de los anteriores: n=6. Ap= 2,5 dB y fc= 1 kHz. Obsrvese que el filtro elptico tiene rizados en la banda pasante y eliminada, y pendiente muy pronunciada en la zona de atenuacin. Una vez que la respuesta pasa a la frecuencia de corte, la pendiente de la atenuacin inicial es muy marcada disminuyendo ligeramente en la mitad de la zona de atenuacin y aumentando de nuevo hasta el final. Tomando una serie de especificaciones para cualquier filtro complejo, la aproximacin elptica ser siempre el diseo ms eficiente; esto es, ser el de menor orden.

En pocas palabras el filtro elptico requiere de un menor nmero de condensadores, lo que simplifica el circuito.

Aproximacin de Bessel La aproximacin de Bessel tiene una banda pasante plana y una banda eliminada monotonica parecida a la aproximacin de Butterworth, para un filtro del mismo orden sin embargo la cada en la zona de atenuacin es mucho menor.Figura 21.11(a)

La figura 21.11(a) muestra la respuesta de un filtro paso bajo de Bessel con las especificaciones anteriores: n=6. Ap= 2,5 dB y fc= 1 kHz. Se puede observar que el filtro de Bessel tiene una banda pasante plana, una zona de atenuacin con pendiente relativamente suave y una banda pasante monotonica. Tomando una serie de especificaciones de filtros complejos, la aproximacin de Bessel produce siempre la zona de atenuacin ms ancha de todas las aproximaciones. Dicho de otra forma: tiene el mayor orden o mayor complejidad de todas las aproximaciones.Por qu los filtros de Bessel tienen mayor orden para las mismas especificaciones? Esto sucede porque todas las aproximaciones anteriores estn optimizadas solamente para respuestas en frecuencia. En estas aproximaciones no se tiene encuentra el control de la fase de la seal de salida. Sin embargo la aproximacin de Bessel esta optimizada para producir un desfase lineal con la frecuencia. En otras palabras los filtros de Bessel, sacrifican la pendiente en la atenuacin para conseguir un desfase lneal.Por qu preocuparse por el desfase lineal? Recurdese que el estudio del filtro ideal pasa bajo. Una de las propiedades que lo hacan ideal, era que tenan un desfase de 0 . Esto era deseable dado que de esta manera la forma de una seal no sinusoidal se mantendr cuando esta atravesase el filtro. Con un filtro de Bessel no se consigue un desfase 0; pero se puede obtener una respuesta en fase lineal. Es una respuesta en fase en la cual el desfase aumenta linealmente con la frecuencia.Figura 21.11 (b)

La figura 21.11(b) muestra la respuesta en fase de un filtro de Bessel con n=6, Ap= 2,5 dB y fc= 1 kHz. Como puede observarse la respuesta en fase es lineal. El desfase es aproximadamente 140 a 100 Hz. 250 a 200Hz, 420 a 300Hz etc. La linealidad se mantiene sobre toda la banda pasante y contina algo ms all. Para las frecuencias superiores, la respuesta en fase comienza a no ser lineal, pero la cuestin no es esta. Lo que cuenta es que la respuesta en fase es lineal para todas las frecuencias de la banda pasante. El desfase lineal para todas las respuestas de la banda pasante, significa que la frecuencia fundamental y los armnicos de una seal no sinusoidal en la entrada del filtro se desfasaran linealmente a la salida del mismo. Por ello, la forma de la seal de salida ser la misa que la de la seal de entrada. Si se aplica una tensin en la entrada del filtro y se observa una salida en el osciloscopio, se comprueba que tiene la mejor respuesta al escaln de todos los filtros.Las figuras 21-12 representa las diferentes respuestas al escaln para filtros paso bajo de n= 10, Ap = 3dB y fc =1kHz.Se puede observar como la la respuesta del filtro de Butterworth (fig. 21-12(a)) rebasa el nivel final y oscila unas cuantas veces hasta alcanzar el valor final de 1v. Una respuesta como esta puede ser aceptable en algunas aplicaciones, pero no es la ideal.

La respuesta al escaln de filtro de Chebyshev (fig. 21-12(b)) es peor. Rabasa y oscila muchas veces antes de alcanzar el nivel final. Una respuesta como esta se aleja de la ideal y no es aceptable en muchas aplicaciones. La respuesta al escaln inverso del filtro de Chebyshev es parecida a la de Butterworth, ya que ambas son aproximadamente planas en la banda pasante. La respuesta al escaln elptico es parecida a la del filtro de Chebyshev, ya que ambas tienen rizado en la banda pasante.

La figura 2.7c muestra la respuesta al escaln de un filtro de Bessel. E s casi una reproduccin ideal de un escalone en la tensin de entrada. La nica desviacin del escaln perfecto es el tiempo de subida. La respuesta al escaln de Bessel no tiene un apreciable rebase de nivel u oscilaciones. Como la transmisin de datos digitales consiste en una sucesin de cambios de nivel positivo y negativo, una respuesta al escaln que brinda Bessel ser la ms adecuada. Por esa razn se utilizan los filtros de Bessel en sistemas de comunicacin digitales.

Una respuesta en fase lineal implica un retardo constante, lo que significa que todas las frecuencias de la banda pasante estn retrasadas la misma cantidad de tiempo despus de pasar por el filtro. Esta cantidad de tiempo depender del orden del filtro. Como el filtro de Bessel, el retardo es constante para todas las frecuencias de la banda pasante. La tabla resume las 5 aproximaciones utilizadas en el diseo de filtros.

Filtros analgicos y digitales (continuos y discretos)Hay dos tipos principales de filtros, analgico y digital. Son muy diferentes tanto en su aspecto fsico como en su modo de funcionamiento.Los filtros analgicos son empleados para el tratamiento de seales continuas en el tiempoMientras que los filtros digitales trabajan con seales discretas.

Filtros analgicosLos filtros analgicos son un tipo de filtro electrnico que modifica las componentes de frecuencia de una seal analgica de forma diferente en funcin de su frecuencia.Un filtro analgico emplea circuitos electrnicos con componentes discretos tales como resistencias, condensadores, amplificadores operacionales etc. Utilizados ampliamente en reduccin de ruido, mejoramiento de seal de video, ecualizadores grficos, etc.En el filtrado de la seal est siendo filtrada cono voltaje o corriente elctrica, es decir, una magnitud fsica y real.Filtro digitalUn filtro digital es un algoritmo matemtico en trasformada Z, en donde le indicas que componentes de las frecuencias de entradas que quiere amplificar o atenuar.Un filtro digital emplea un procesador digital que efecta operaciones matemticas en valores muestreados de la seal. El procesador puede ser de propsito general, tal como cualquier ordenador personal un DSP (procesador digital de seales) o un fpga.La seal de entrada analgica debe ser muestreada y digitalizada usando un adc. El resultado son nmeros binarios que representan los valores sucesivos muestreados, que son transferidos al procesador que efecta las operaciones matemticas lineales (solo sumas restas multiplicaciones y divisiones).Finalmente si es necesario, los resultados de estos clculos, son enviados a travs de un dac.

Un filtro analgico tiene tanto en la entrada como en la salida una seal analgica. Ambas la entrada, y la salida, son funciones de una variable continua y puede tener infinito nmero de valores. El diseo de filtros analgicos es 50 aos ms antiguo que el diseo de filtros digitales. Por lo tanto, los libros de diseo de filtros parecen simples, son diseos probados que existen y pueden encontrarse en muchos libros. De todas maneras, este tipo de diseo de filtros se suele reservar para especialistas porque requieren conocimiento y entendimiento avanzado de matemticas de los procesos que afectan al sistema de los filtros.El muestreo moderno y los instrumentos para procesar seales digitales han hecho posible el reemplazar los filtros analgicos por filtros digitales en aplicaciones que requieren flexibilidad y programabilidad. Estas aplicaciones incluyen audio, telecomunicaciones, geofsica y monitorizacin mdica.

VENTAJAS DE LOS FILTROS DIGITALES FRENTE A LOS FILTROS ANALGICOS1.- Son programables, y por ello son fciles de montar y testear, puede ser variado frecuentemente sin afectar al hardware, mientras que la nica manera de variar un filtro analgico es alterando el circuito2.- son fcilmente diseados probados e implementados, para los filtros analgicos deben ser comprobados a travs de componentes discretos para ver su funcionamiento real.3.- Son estables (no cambian con el tiempo ni la temperatura), los filtros analgicos si.4.- manejan con mucha ms precisin las bajas frecuencias, y conforme la tecnologa va mejorando permite que tambin sean aplicados en el campo de las altas frecuencias, lo cual en el pasado era exclusivamente dominio de la tecnologa analgica.5.- Son ms verstiles a la hora de manipular una seal, pueden variarla o llegar a cambiar radicalmente sus caractersticas6.- Pueden manejar combinaciones ms complejas de filtros, haciendo los requerimientos relativamente simples en comparacin con la circuitera analgica equivalente. La desventaja seria su mayor costo.Tambin existen filtros discretos no digitales, como los filtros de capacidades conmutadas.

Filtro adaptativoExiste un tipo de filtro que cambia sus parmetros acorde lo necesitemosEl trmino "FILTRADO ADAPTATIVO" implica que los parmetros que caracterizan al filtro, tales como ancho de banda, frecuencias de los ceros cambian con el tiempo, esto es que los coeficientes, llamados PESOS, de los filtros adaptativos cambian con el tiempo de acuerdo con un algoritmo adaptativo, en contraposicin a los coeficientes de los filtros fijos que son invariantes con el tiempo.De hecho no se saben los coeficientes del filtro cuando se disea, estos coeficientes son calculados cuando el filtro se implementa y se reajustan automticamente en cada iteracin mientras dura su fase de aprendizaje.El hecho de que estos filtros no sean invariantes temporales y que tampoco sean lineales hace que su estudio sea ms complejo que el de un filtro digital, ya que no se pueden aplicar, salvo en un par de excepciones, las transformaciones en frecuencia dominio Z.Los filtros adaptativos normalmente se implementan en forma de algoritmos sobre microprocesadores, DSP o FPGA.

Aplicaciones-FAX- SISTEMAS ADAPTATIVOS DE ANTENA-RECEPTORES DE COMUNICACIONES DIGITALES-CANCELACIN DE RUIDO DE RED EN LOS ELECTROCARDIOGRAMAS (E.C.G.)-CANCELACIN DE ECOS EN CANALES TELEFNICOSFiltros piezoelctricosLa piezoelectricidadEs un fenmeno que ocurre en determinados cristales que, al ser sometidos a tensiones mecnicas, en su masa adquieren una polarizacin elctrica y aparecen una diferencia de potencial y cargas elctricas en su superficie.Este fenmeno tambin ocurre a la inversa: se deforman bajo la accin de fuerzas internas al ser sometidos a un campo elctrico. El efecto piezoelctrico es normalmente reversible: al dejar de someter los cristales a un voltaje exterior o campo elctrico, recuperan su forma. Los cristales se usan como patrones de frecuencia, cuando la frecuencia de resonancia mecnica de los mismos es muy estable; estos cristales al vibrar generan una tensin proporcional a la amplitud de la vibracin, y de la misma frecuencia que sta y se utilizan en circuitos filtros, o como elementos de realimentacin selectiva en circuitos osciladores, entre otras aplicaciones.Filtros cermicos: Su frecuencia bsica se determina por la vibracin mecnica resultante del efecto piezoelctrico. Prcticamente todas las radios comerciales AM y FM usan filtros cermicos de paso de banda. Tambin se los encuentra en telfonos inalmbricos.Este filtro aprovecha las propiedades resonantes de determinados materiales como el cuarzo. Este cristal de cuarzo se utiliza como componente de control de la frecuencia de circuitos osciladores convirtiendo las vibraciones mecnicas en voltajes elctricos a una frecuencia especfica. Esto ocurre debido al efecto piezoelctrico. Por las propiedades mecnicas, elctricas, y qumicas, el cuarzo es el material ms apropiado para fabricar dispositivos con frecuencia bien controlada.El oscilador de cristal se caracteriza por su estabilidad de frecuencia y pureza de fase, dada por el resonador.Estos osciladores admiten un pequeo ajuste de frecuencia, con un condensador en serie con el resonador, que aproxima la frecuencia de este, de la resonancia serie a la paralela. Este ajuste se puede utilizar en los VCO para modular su salida.

Filtro BAW (Bulk Acoustic Wave) tambin denominados FBAR (Film Bulk Acoustic Resonator)Compatibles con el procesado CMOS, permite la integracin de este tipo de filtros en un circuito integrado.Tienen la caracterstica de que sus dimensiones son muy reducidas debido a la baja velocidad de propagacin de la onda acstica. La conservacin de la energa se da por la baja impedancia del aire, cercana a 0, que provoca que toda la energa de la onda incidente se refleje.El principio de funcionamiento de los filtros BAW es el mismo que el de los cristales de cuarzo, y se basa en que los electrodos de los extremos del filtro provocan una vibracin mecnica resultante en una onda acstica, y cuando el grosor de la lmina es de /2 para el modo fundamental se obtiene un resonador. A partir del uso de forma apropiada de varios de estos resonadores acsticos se obtienen filtro paso banda de diferente orden.Se usan para limitar las altas frecuencias en los varios cientos de megahertz a un rango de varios gigahertz. Los filtros BAW son los ms comnmente utilizados en los dispositivos de alta frecuencia como los telfonos celulares.Realizacin de resonadores BAWLa tecnologa empleada en el diseo de resonadores acsticos de sustrato se denomina TFR (Thin Film Resonator). Esta tecnologa, permite aplicar el principio de funcionamiento de los cristales del cuarzo a frecuencias mucho mayores a las que estos suelen funcionar, permitiendo su uso en filtros de alta frecuencia. se denominan FBAR (Film Bulk Acoustic Resonator) y sus rangos frecuenciales van desde los 500 MHz hasta los 20 GHz. A partir de aqu, los resonadores FBAR, en funcin de la forma en que se construyan, pueden ser clasificados en dos tipos:1.- BAW con membrana2.- SMR BAW (Solid Mounted Resonator BAW)Topologas para filtros BAW Existen diferentes configuraciones de resonadores BAW a la hora de realizar los filtros:1.- Ladder2.- Lattice3.- Stacked Crystal Filter (SCF)4.- Coupled Resonator Filter (CRF)

Filtro EMI & RFIEMI (Electro Magnetic Interference) oRFI(Radio Frequency Interference).Los filtros de interferencia electromagntica (EMI) se usan para evitar que el ruido electromagntico entre o escape de un sistema. Estos filtros se colocan habitualmente en las lneas deentradade alimentacin de los equipos electrnicos para evitar que los EMI daen el equipo. Los filtros de interferencia de radio frecuencia (RFI) se utilizan para reducir la interferencia electromagntica en la frecuencia de radio.Lainterferencia electromagnticaes la perturbacin que ocurre en cualquier circuito, componente o sistema electrnico causada por una fuente de radiacin electromagntica externa al mismo.Esta perturbacin puede interrumpir, degradar o limitar el rendimiento de ese sistema. La fuente de la interferencia puede ser cualquier objeto, ya sea artificial o natural, que posea corrientes elctricas que varen rpidamente, como un circuito elctrico, elSolo lasauroras boreales.Las interferencias electromagnticas se pueden clasificar en dos grupos:1. intencionadas: se refiere a interferencias causadas por seales emitidas intencionadamente, con el propsito expreso de producir una disfuncin en la vctima, es decir, una interferencia (como ocurre en la denominadaguerra electrnica).2. no intencionadas: se incluyen por un lado aquellas causadas por seales emitidas con otra intencin (generalmente, sistemas de telecomunicaciones) y que accidentalmente, dan lugar a un efecto no deseado en un tercero; y por otro aquellas emitidas no intencionadamente (equipos electrnicos en su funcionamiento normal, sistemas de conmutacin, descargas electrostticas, equipos mdicos, motores de induccin, etctera).Otra clasificacin posible es por el mecanismo que acopla la fuente y la vctima de la interferencia; en ese caso se habla de: interferencias radiadas, cuando la seal se propaga de fuente a vctima medianteradiacin electromagntica. interferencias conducidas, cuando se propaga a travs de una conexin comn a ambos (por ejemplo, la red elctrica).

Filtro Grua de ondasEs un filtro electrnico que se construye en la tecnologa de gua de ondas. Guas de onda son tubos metlicos huecos dentro de la cual una onda electromagntica que puede ser transmitida. Filtros de gua de ondas son ms tiles en la banda de microondas de frecuencias en el que son de un tamao conveniente y tiene una baja prdida. Ejemplos de uso del filtro de microondas se encuentran en las comunicaciones por satlite, las redes telefnicas y de radiodifusin televisiva.El uso de enlaces de microondas. la reduccin del volumen y el peso de estos filtros, primero mediante el uso de nuevas tcnicas de anlisis que condujo a la eliminacin de componentes innecesarios, a continuacin, por las innovaciones tales como cavidades de modo dual y materiales novedosos como resonadores cermicos.Una caracterstica particular de diseo de filtro de gua de ondas se refiere al modo de transmisin. Los sistemas basados en pares de hilos conductores y tecnologas similares tienen slo un modo de transmisin. Hay un gran nmero de tipos de filtro de gua de ondas. Uno de los ms comunes consiste en un nmero de cavidades resonantes acoplados. Incluso dentro de este tipo, hay un gran nmero de subtipos, principalmente diferenciadas por los medios de acoplamiento. Este tipo de acoplamiento incluye aberturas, iris, y los puestos. Otros tipos de filtros incluyen filtros de gua de ondas dielctrica del resonador, filtros de insercin, filtros, filtros finline ondulado de gua de ondas, y los filtros de cdigo auxiliar. Un nmero de componentes de gua de ondas tiene la teora de filtro aplicado a su diseo, pero su propsito es algo ms que a las seales de filtro. El sentido comn de la gua de onda, cuando el trmino se utiliza sin reservas, es el tipo de metal hueco, pero otras tecnologas de gua de onda son posibles. El alcance de este artculo se limita a este tipo. La estructura de gua de ondas de post-muro es una especie de variante, sino que est relacionado suficiente para incluir en este artculo, la ola es mayormente rodeado de material conductor. Es posible la construccin de guas de ondas de barras dielctricas, el ejemplo ms conocido es fibras pticas. Este tema est fuera del alcance del artculo con la excepcin de que resonadores dielctricos varilla se utilizan a veces en el interior de guas de onda huecas de metal. Tecnologas de lnea de transmisin, tales como hilos conductores de microcinta y pueden ser considerados como guas de ondas, pero no se denominan comnmente tales y tambin estn fuera del alcance de este artculo.Qu una Gua de Onda? Una gua de onda es un tubo conductor hueco, que generalmente es de seccin transversal rectangular, o bien circular o elptica. Las dimensiones de la seccin transversal se seleccionan de tal forma que las ondas electromagnticas se propaguen dentro del interior de la gua; cabe recordar que las ondas electromagnticas no necesitan un medio material para propagarse. Las paredes de la gua de onda son conductores y por lo tanto reflejan energa electromagntica de la superficie. En una gua de onda, la conduccin de energa no ocurre en las paredes de la gua de onda sino a travs del dielctrico dentro de la gua de onda. La energa electromagntica se propaga a lo largo de la gua de onda reflejndose hacia un lado y otro en forma de zig-zag.En electromagnetismo y en telecomunicacin, una gua de onda es cualquier estructura fsica que gua ondas electromagnticas. Algunos sistemas de telecomunicaciones utilizan la propagacin de ondas en el espacio libre, sin embargo tambin se puede transmitir informacin mediante el confinamiento de las ondas en cables o guas. En altas frecuencias las lneas de transmisin y los cables coaxiales presentan atenuaciones muy elevadas por lo que impiden que la transmisin de la informacin sea la adecuada, son imprcticos para aplicaciones en HF(alta frecuencia) o de bajo consumo de potencia, especialmente en el caso de las seales cuyas longitudes de onda son del orden de centmetros, esto es, microondas.La transmisin de seales por guas de onda reduce la disipacin de energa, es por ello que se utilizan en las frecuencias denominadas de microondas con el mismo propsito que las lneas de transmisin en frecuencias ms bajas, ya que se presentan poca atenuacin para el manejo de seales de alta frecuencia.

Este nombre, se utiliza para designar los tubos de un material de seccin rectangular, circular o elptica, en los cuales la energa electromagntica ha de ser conducida principalmente a lo largo de la gua y limitada en sus fronteras. Las paredes conductoras del tubo confinan la onda al interior por reflexin, debido a la ley de Snell en la superficie, donde el tubo puede estar vaco o relleno con un dielctrico. El dielctrico le da soporte mecnico al tubo (las paredes pueden ser delgadas), pero reduce la velocidad de propagacin.

En las guas, los campos elctricos y los campos magnticos estn confinados en el espacio que se encuentra en su interior, de este modo no hay prdidas de potencia por radiacin y las prdidas en el dielctrico son muy bajas debido a que suele ser aire. Este sistema evita que existan interferencias en el campo por otros objetos, al contrario de lo que ocurra en los sistemas de transmisin abiertos.TIPOS DEGUASDE ONDASExisten muchos tipos de guas de onda, presentndoles aqu las ms importantes: Gua de onda rectangular (circular, elptica): Son aquellas cuya seccin transversal es rectangular (circular, elptica).Gua de onda de haz:Gua de Onda constituida por una sucesin de lentes o espejos, capaz de guiar una onda electromagntica.Gua de onda tabicada: Formada por dos cilindros metlicos coaxiales unidos en toda su longitud por un tabique radial metlico.Gua de onda acanalada, guiada en V; guiada en H: Gua de onda rectangular que incluye resaltes conductores interiores a lo largo de una de cada una de las paredes de mayor dimensin.Gua de onda carga peridicamente: Gua de onda en las que la propagacin viene determinada por las variaciones regularmente espaciadas de las propiedades del medio, de las dimensiones del medio o de la superficie de contorno.Gua de onda dielctrica: Formada ntegramente por uno o varios materiales dielctricos, sin ninguna pared conductora.

APLICACIONESLas guas de onda son muy adecuadas para transmitir seales debido a sus bajas prdidas. Por ello, se usan en microondas, a pesar de su ancho de banda limitado y volumen, mayor que el de lneas impresas ocoaxialespara la misma frecuencia.Tambin se realizan distintos dispositivos en guas de onda, como acopladores direccionales, filtros, circuladores y otros.Actualmente, son especialmente importantes, y lo sern ms en el futuro, las guas de onda dielctricas trabajando a frecuencias de la luz visible e infrarroja, habitualmente llamadasfibra ptica, tiles para transportar informacin de banda ancha, sustituyendo a los cables coaxiales y enlaces de microondas en las redes telefnicas y, en general, las redes de datos.

Qu son los armnicos?Las cargas no lineales tales como: recticadores, inversores, variadores de velocidad, hornos, etc; absorben de la red corrientes peridicas no senoidales.Estas corrientes estn formadas por un componente fundamental de frecuencia 50 60 Hz, ms una serie de corrientes superpuestas de frecuencias, mltiplos de la fundamental, que denominamosARMNICOS ELCTRICOS------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------