Control analgico: Ing. Abel Argume Trabajo de investigacin fltro pasa Bajo - pasa alto Nombres: Humberto Mamani GalarzaCiclo: VlEscuela: Ing. Electrnica Ing. Electrnica 1) PROBLE! PL!"TE!#O$ #ar a conocer el %&nciona'iento de los fltros de se(al baja ) alta *) +,-T./.0!0.O" #EL PROBLE! ! RE-OL1ER !l est&diar este te'a enri2&ecere'os los conoci'ientos ) vere'os los circ&itos pasivos de &na 'anera '3s did3ctica 4 '3s %3cil ) gracias a &n 'ejor entendi'iento de c'o es 2&e reaccionan los circ&itos56) OB+ET.1O- #E L! ."1E-T.7!0.O" El presente trabajo tiene por fnalidad de'ostrar c'o es 2&e %&ncionan los fltros en los circ&itos electrnicos )a 2&e tienen &na gran &tilidad co'o es el de valga la red&ndancia fltrar 4dejar pasar) se(ales con pe2&e(as %rec&encias o altas %rec&encias esto a)&dara a dar &n 'ejor en%o2&e de lo 2&eno '&c8as personas saben 2&e es el c'o es 2&e es posible 'anip&lar &na se(al para obtener &na se(al especifca estos fltros pasa bajo ) pasa alto son &sados '3spara las se(ales de a&dio )a 2&e estos p&eden di%erenciar ) separar sonidos bajos ) altos 59)!R0O TEOR.0O Un filtro elctrico o filtro electrnico es un elemento que discrimina una determinada frecuencia o gama de frecuencias de una seal elctrica que pasa a travs de l,pudiendo modificar tanto su amplitud como su fase.OrdenEl orden de un filtro describe el grado de aceptacin o rechazo de frecuencias por arriba o por debajo, de la respectiva frecuencia de corte. Un filtro de primer orden, cua frecuencia de corte sea igual a !"#, presentar$ una atenuacin de % d& en la primera octava !'"#, (' d& en la segunda octava !)"#, (* d& en la tercera octava !*"#as+ sucesivamente. ,i queremos conocer la pendiente de atenuacin del filtro cuando disponemos de la relacin de frecuenciasen trminos de dcadas !(-"#, la correspondencia es de '- d&.dcada para primer orden, )- d& para segundo, etc. !siempre representado en escala logar+tmica#./ara realizar filtros analgicos de rdenes m$s altos se suele realizar una cone0in en serie de filtros de (1 o '1 orden debido a que a maor orden el filtro se hace m$s complejo. ,in embargo, en el caso de filtros digitales es habitual obtener rdenes superiores a (--.Pero a8ora vere'os solo generali:ando s&s tipos en /.LTRO P!-! B!+O ; /.LTROP!-! !LTO5/.LTRO P!-! B!+O Un filtro paso bajo corresponde a un filtro electrnico caracterizado por permitir el paso de las frecuencias m$s bajasatenuar las frecuencias m$s altas. El filtro requiere de dos terminales de entradados de salida, de una caja negra, tambin denominada cuadripolo o bipuerto, as+ todas las frecuencias se pueden presentar a la entrada, pero a la salida solo estar$n presentes las que permita pasar el filtro. 2e la teor+a se obtiene que los filtros est$n caracterizados por sus funciones de transferencia, as+ cualquier configuracin de elementos activos o pasivos que consigan cierta funcin de transferencia ser$n considerados un filtro de cierto tipo.En particular la funcin de transferencia de un filtro pasa bajo de primer orden corresponde ,donde la constante es slo una ponderacin correspondiente a la ganancia del filtro,la realimportancia reside en la forma de la funcin de transferenciala cual determina el comportamiento del filtro. En la funcin de transferencia anterior corresponde a la frecuencia de corte propia del filtro, aquel valor de frecuencia para el cual la amplitud de la seal de entrada se aten3a 4 d&.2e forma an$loga al caso de primer orden, los filtros de pasa bajo de maor orden tambin se caracter+zan por su funcin de transferencia, por ejemplo la funcin de transferencia de un filtro paso bajo de segundo orden corresponde a 2onde es la frecuencia natural del filtroes el factor de amortiguamiento de este./.LTRO !"!O7.0O5ualquier filtro tiene una entradauna salida, as+ que si hablamos de un filtro pasabajo lo podemos ver como una caja de cualquier color con dos terminales de entradados de salida. ,i una terminal de entrada es com3n a la salida tendremos un sistema desbalanceado !Unbalance, en ingls#, as+ las cosas, si llamamos e(e' a los terminales de entradas(s' a los de salida, un filtro pasabajo sencillo ser+a colocar una resistencia entre e(s(un condensador entre s(s', uniendo e' con s', tenemos un filtro pasabajo desbalanceado. 6hora veamos como trabaja7 las diferentes frecuencias ingresan por e(8e'salen por s(8s', las altas frecuencias ver$n en el condensador una baja impedancia !cortocircuito# mientras que las bajas frecuencias seguir$n de largo por las salidas s(8s' hacia el circuito siguiente, cumpliendo con la funcin de dejar pasar las bajas frecuenciasatenuar las altas. Esto a grandes rasgos. 9ambin como se describe abajo, se puede usar una bobina, entre e(s(los terminales e's' se unen, teniendo as+ un filtro pasabajo desbalanceado, el cual se rige por :; la frecuencia angular; la inductancia, como se ve abajo del escrito.El m$s sencillo est$ armado en una resistenciaun condensador !o capacitor#. /ero podr+a ser mejor. Un filtro analgico elemental compuesto por un condensador se denomina, ?"iltro pasa altos?!debido a que la @eactancia 5apacitiva :c < (.=5#. Aientras que el compuesto poruna inductancia !bobina, o choque# es un ?filtro pasa bajos? !debido a que la @eactancia Bnductiva :l < =;#./.LTRO P!-! !LTO Un filtro paso alto !C/"# es un tipo de filtro electrnico en cua respuesta en frecuencia se aten3an las componentes de baja frecuencia pero no las de alta frecuencia, stas incluso pueden amplificarse en los filtros activos. ;a alta o baja frecuencia es un trmino relativo que depender$ del diseode la aplicacin..'ple'entacin ) %&nciona'iento El filtro paso alto es un circuito @5 en serie en el cual la salida es la ca+da de tensin en la resistencia.,i se estudia este circuito con componentes ideales para frecuencias mu bajas 8continua por ejemplo8 se tiene que el condensador se comporta como un circuito abierto, por lo que no dejar$ pasar la corriente a la resistencia,su diferencia de tensin ser$ cero. /ara una frecuencia mu alta, idealmente infinita, el condensador se comportar$ como un circuito cerrado, es decir, como si no estuviera, por lo que la ca+da de tensin de la resistencia ser$ la misma tensin de entrada, lo que significa que dejar+a pasar toda la seal. /or otra parte, el desfase entre la seal de entradala de salida si que var+a, como puede verse en la imagen.El producto de resistencia por condensador !@D5# es la constante de tiempo, cuo rec+proco es la frecuencia de corte, es decir, donde el mdulo de la respuesta en frecuencia baja 4d& respecto a la zona pasante72onde fc es la frecuencia de corte en hercios, @ es la resistencia de la aplicacin en ohmios5 es la capacidad en faradios.El desfase depende de la frecuencia f de la sealser+a7"uncin de transferencia5on independencia de la realizacin concreta del filtro, salvo que debe ser lineal, !analgico, digital o mec$nico# su forma de comportarse se describe por su funcin de transferencia. Esta determina la forma en que la seal aplicada cambia en amplituden fase, para cada frecuencia, al atravesar el filtro. ;a funcin de transferencia elegida tipifica el filtro. 6lgunos filtros habituales son7 "iltro de &utter>orth, con una banda de paso suaveun corte agudo. "iltro de 5hebshev, con un corte agudo pero con una banda de paso con ondulaciones "iltros el+pticos o filtro de 5auer, que consiguen una zona de transicin m$s abrupta que los anteriores a costa de oscilaciones en todas sus bandas "iltro de &essel, que, en el caso de ser analgico, aseguran una variacin de fase constanteFgrafica de las pendientes de los filtrosG,e puede llegar a e0presar matem$ticamente la funcin de transferencia en forma de fraccin mediante las transformaciones en frecuencia adecuadas. ,e dice que los valores que hacen nulo el numerador son los ceroslos que hacen nulo el denominador son polos.El n3mero de polosceros indica el orden del filtrosu valor determina las caracter+sticas delfiltro, como su respuesta en frecuenciasu estabilidad.HALLANDO LA !NCION DE "#AN$E#ENCIA DE MI CI#C!I"O%A$A &A'O#.!7R!! #E BLO