“Año de la Promoción de la Industria Responsable y Compromiso Climático”

ELECTRONICA ANALOGICA II

LABORATORIO N° 03

FILTRO ACTIVO PASA BAJO

PROFESOR:

- RUELAS ALVARADO, Saúl

FECHA DE REALIZACION DEL LABORATORIO

Martes 25 de noviembre de 2014

LIMA 2014

ELECTRÓNICA ANALÓGICA II

LABORATORIO No. 3FILTRO ACTIVO PASA BAJO

OBJETIVO:

Estudio del amplificador operacional como filtro activo pasa bajo y medición de su respuesta en frecuencia

FUNDAMENTO TEÓRICO:

Los filtros electrónicos se utilizan en muchos dispositivos que trabajan con señales (generalmente de voltaje y que pueden ser análogas o digitales), ya que estas pueden tener diferentes valores de frecuencias, que pueden ser o no deseables en la aplicación a implementar. Con ellos se puede eliminar señales no deseadas que estén a determinadas frecuencias (armónicos, ruido, portadoras, etc.), permitiendo manejar las señales que interesan.

Proceso de diseño e implementación:

Requerimientos:

Se debe diseñar un pasa banda conformado por dos de tercer orden con respuesta Butterworth (Uno pasa bajos y el otro pasa altos). El pasa altos debe tener una frecuencia de corte de 3kHz y el pasa bajos debe tener una frecuencia de corte de 30kHz.

Análisis:

El diseño se puede hacer de varias maneras (tres filtros de primer orden en cascada para al filtro de tercer orden pasa bajos e igualmente para el pasa altos, un solo filtro de tercer orden para cada uno, etc.) pero se utilizará para cada uno un filtro de segundo orden, con tipología Sallen-Key en cascada con un filtro de primer orden, para lograr así un filtro de tercer orden.

PROCEDIMIENTO:

1.- Ensamble el siguiente circuito:

Poniendo especial cuidado al momento de conectar las tensiones de alimentación:

Pin 7: + 12 Vdc Pin 4: - 12 Vdc

2. Ajuste el voltaje del generador a Vi = 1 voltio pico, con frecuencia de 1 KHz y onda sinusoidal.

3. Varíe la frecuencia del generador y mida el voltaje de salida en cada caso anotando los resultados en la tabla siguiente. También determine la ganancia de tensión de cada caso.

F(Hz

)50 100 150 200 250 300 350

Vo 4.36 5.24 6.52 8.00 9.04 9.04 8.08Av 2.18 2.62 3.26 4.00 4.52 4.52 4.04F

(Hz)

400 450 500 1K 2K 5K 10K

Vo 7.20 6.16 5.44 2.48 1.20 0.56 0.40Av 3.60 3.08 2.72 1.24 0.6 0.28 0.20

INFORME FINAL:

1. Haga una tabla comparando los valores teóricos con los experimentales y explique las razones de las diferencias que hubieren.

Experimentales:

F(Hz)

50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 1K 2K 5K 10K

V0 4.36 5.24 6.52 8.00 9.04 9.04 8.08 7.20 6.16 5.44 2.48 1.20 0.56 0.40

Av 2.18 2.62 3.26 4.00 4.52 4.52 4.04 3.60 3.08 2.72 1.24 0.6 0.28 0.20

Teóricos:

F(Hz)

50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 1K 2K 5K 10K

V0 1.435

1.504

1.620

1.783

1.986

2.212

2.436

2.615

2.723

2.737

1.943

1.555

1.439

1.417

Av 1.435

1.504

1.620

1.783

1.986

2.212

2.436

2.615

2.723

2.737

1.943

1.555

1.439

1.417

Los datos experimentales difieren con los datos teóricos por que la frecuencia y todos los demás componentes del circuito no son exactas, siempre existe un error en el valor ideal deseado o implementado.

2. Halle los diagramas de Bode empleando MATLAB.

F(Hz)

50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 1K 2K 5K 10K

V0 4.36 5.24 6.52 8.00 9.04 9.04 8.08 7.20 6.16 5.44 2.48 1.20 0.56 0.40

Av 2.18 2.62 3.26 4.00 4.52 4.52 4.04 3.60 3.08 2.72 1.24 0.6 0.28 0.20

3. ¿Qué conclusiones saca de las mediciones efectuadas?

Al momento de hacer las conexiones tener en cuenta que se estén conectando las patas correctas del OPAMP.

Se concluye que mediante estos circuitos podremos diferenciar señales entrantes y poder descartarlas, pues el uso de estos se da en las telecomunicaciones.

Al variar los valores de los dispositivos y según los cálculos efectuados, se pueden obtener anchos de banda mucho más grandes, esto según el uso.

La ganancia tendrá su valor máximo en la frecuencia central.