UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA INGENIERIA ELECTRONICA TEMA: FILTROS PASA ALTOS Y FILTROSPASA BAJOSINFORME DE ELECTRONICA ANALOGICA 1 4 (G3) INTEGRANTES: EDISON MORENO JUAN NEGRETE ROBERTO TRUJILLO FECHA: 7 DE OCTUBRE DEL 2011 Informe de laboratorio N 2 Practica Filtros 1.Objetivo Utilizando elementos pasivos, construir y probar filtros pasa bajos y pasa altos y determinar su respectivo diagrama de bode. 2.Equipo utilizado 2 resistencias lineales2 capacitor de 1 uf un protoboardalambre de timbre3 cables para osciloscopio un osciloscopio generador de frecuencias3.Marco TericoFILTROS PASIVOSCualquiercombinacindeloselementospasivos(R,LyC)y/oactivos(transistoreso amplificadoresoperacionales)diseadospararechazarunabandadefrecuenciase denominaunfiltro.Enlossistemasdecomunicaciones,seempleanfiltrospara permitir el paso de las frecuencias que contienen la informacin deseada y rechazar las restantes.Enlossistemasestreo,seusanfiltrosparaaislarbandasdefrecuencia particularesconmayoromenornfasis,medianteelsistemaacsticodesalida (amplificador,altavoz,etc.).Losfiltrosseempleanparaeliminarlasfrecuenciasno deseadas, comnmente conocidas como ruido, debido a las caractersticas no lineales dealgunosdispositivoselectrnicososealescaptadasdelmediocircundante.En general, existen dos clasificaciones de los filtros:1.Losfiltrospasivossonaqullosformadosporcombinacionesserieoparalelode elementos R, L Y C.2.Losfiltrosactivossonaquellosqueempleandispositivosactivos,porejemplolos transistores o los amplificadores operacionales, junto con elementos R, L Y C.En este trabajose limitar el estudio a los filtros pasivos. El tema de los filtros esmuyamplioycontinarecibiendo unamplioapoyoparainvestigaciones de la industria y el gobierno conforme sedesarrollannuevossistemasde comunicacionesparacumplirlas demandasdemayorvolumeny velocidad.Existencursosytextos dedicadosexclusivamentealanlisisy diseodelossistemasdefiltrosque lleganasermuycomplejosy sofisticados.Sinembargo,engeneral, todoslosfiltrospertenecenalas cuatrocategorasgeneralesdepasa bajas,pasaaltas,pasabanday banda atenuada, como se observa en la figura.Paracadaformaexistenfrecuenciascrticasquedefinenlasregionesdelabandade pasoydeladeatenuacin(queconfrecuenciasedenominanbandasderechazo). Cualquier frecuencia en la banda de paso avanzar a la etapa, siguiente con al menos 70.7% del voltaje de salida mximo. Recuerde el usodel nivel de 0.707 para definir el anchodebandadeuncircuitoresonanteseriejoparalelo(ambosconlaforma general del filtro pasa banda).Paraalgunosfiltrosdelabandaatenuada,labandadeatenuacinse"define mediantecondicionesdiferentesdelasdelnivelde0.707.Dehecho,paramuchos filtrosdebandadeatenuada,seusalacondicindequejVa=l/lOOOVmx(lacual coincidecon-60dBenelanlisissiguiente)paradefinirlaregindelabanda atenuada, y la banda de paso se conserva la definicin del nivel de 0.707 V. En tal caso, lasfrecuenciasresultantesentrelasdosregionessedenominanfrecuenciasde transicin y conforman la regin de transicin.Observe con atencin la relativa simplicidad de algunos de los diseos.EL FILTRO R-C PASA BAJASElfiltroR-C,conundiseoincreblementesimple,seusacomounfiltropasabajaso pasa altas. Si la salida se toma del capacitor, como se observa en la figura, responder comounfiltropasabajas.Siseintercambianlasposicionesentreelresistoryel capacitor y la salida proviene del resistor, la respuesta ser la de un filtro pasa altas. Unexamendelafigurarevelaqueelcircuitodebecomportarsedeunmodoque produzcaunasalidadenivelaltoparafrecuenciasbajasyunniveldeclinantepara frecuencias por arriba del nivel crtico.Primeroexaminemoslaredenlosextremosdelafrecuenciadef=OHzyen frecuencias muy altas para probar la respuesta del circuito.En f = O Hz, Xc = 1/2PifC =infitito y el equivalente del circuito abierto se sustituye por el capacitor, como se aprecia en la figura, lo cual produce Va = Vi,En frecuencias muy altas, la reactancia es:Xc = 1/2PifC = y el equivalente de cortocircuito se sustituye por el capacitor, como se observa en la figura 21.10, lo cual produce Va = O V.Una grfica de la magnitud de Va en funcin de la frecuencia generar la curva de la figura.Ahoraestclaramentedefinidonuestrosiguientepropsito:determinarla frecuenciaenlacualocurrelatransicindeunabandadepasoaunade atenuacin. Para los filtros, se emplea una grfica normalizada con ms frecuencia f que la grfica de Va en funcin de la frecuencia de la figura. La normalizacin es un proceso en el cual una cantidad por ejemplo el voltaje, la corriente o la impedancia- se divide entre una cantidad de la misma unidad de medida para establecer un nivel sin dimensin de un valor o intervalo especfico. Seobtieneunagrficanormalizadaeneldominiodelfiltrodividiendola cantidadincluidaenlagrfica,porejemploVadelafigura,conelvoltaje aplicadoVientreelintervalodefrecuenciaque interesa.DebidoaqueViesel valormximodeVaparaelfiltropasabajasdelafiguraanterior,todoslos niveles de Va en la figura 21.11 se dividen entre el nivel de Vi, El resultado es la grfica de Av = Va/Vi de la figura de abajo. Observe que el valor mximo es 1 y que la frecuencia de corte se define en el nivel de 0.707. Encualquierfrecuenciaintermedia,sedeterminaelvoltajedesalidaVodefiguradel filtro pasa bajas usando la regla divisora del voltaje: FILTRO PASA ALTAS Como se seal anteriormente, un filtro R-C pasa altas se construye simplemente invirtiendo las posiciones del capacitor y el resistor, como se aprecia en la figura. Filtro R-C pasa altas en frecuencias muy altas En todas las frecuencias altas, la reactancia del capacitor es muy pequea y el equivalente del cortocircuito puede sustituirse, segn se muestra en la figura. El resultado es Vo = V.

Enf=OHz,lareactanciadelcapacitoresbastantealta,ypuedesustituirseel equivalente de circuito abierto, tal como se observa en la figura. En este caso, Vo = O contieneunagrficadelamagnitudenfuncindelafrecuencia,conlagrfica normalizada en la figura b. Encualquierfrecuenciaintermedia,elvoltajedesalidasedeterminausandola regla divisora del voltaje:

o bien: Por tanto, la magnitud de la proporcin Vo/Vi se determina mediante

La frecuencia en la cual Xc = R se determina mediante:

En resumen para el filtro RC pasa altas:

4. ProcedimientoPrimero calibramos el osciloscopio a 5 voltios de voltaje pico con una frecuencia de 2 KH. Calculamos la resistenciafc=2 Khzc=1uf = 2n - c = 2n - 2uuu bz = 12S66.S7roJs c =1Rc R =1wc - c R =112S66.S7 - u.uuuuu1 R=79.58 Realizar un filtro pasa bajos con la resistencia de 79.58 k y un capacitor de 1 uf. Luego conectar el canal 2 del osciloscopio al capacitor, el canal 1y el generador de frecuenciasa la entrada del circuito. Graficacon 100 HZGrafica con 200 Hz Grafica con 300 Hz Grafica con 400 Hz Grafica con 500 Hz Grafica con 600 Hz Grafica con 700 Hz Grafica con 800 Hz Grafica con 900 Hz Grafica con 1000 Hz

Grafica con 1500 Hz Grafica con 2000 Hz Grafica con 2500 Hz Grafica con 3000 Hz Grafica con 5000 Hz Grafica con 10000 Hz

Grafica con 15000 Hz Grafica con 20000 Hz

Primero calibramos el osciloscopio a 1 voltio de voltaje pico con una frecuencia de500hz . Calculamos la resistenciafc=500 hzc=1uf = 2n - c = 2n - Suu bz = S141.S926roJs c =1Rc R =1wc - c R =1S141.S926 - u.uuuuu1 R=318.3 Procedemos a armar el circuito de filtros pasa altos con una resistencia de318.3 y un capacitor de 1 uf. Luego conectar el canaldel osciloscopio al capacitor, el canal 1 y el generador de frecuenciasa la entrada del circuito. Grafica con 50 Hz Grafica con 100 Hz

Grafica con 200 Hz Grafica con 300 Hz Grafica con 400 Hz Grafica con 500 Hz

Grafica con 600 Hz Grafica con 700 Hz Grafica con 800 Hz Grafica con 900 Hz

Grafica con 1000 Hz Grafica con 1500 Hz Grafica con 2000 Hz Grafica con 2500 Hz

Grafica con 2500 Hz Grafica con 3000 Hz

Grafica con 5000 Hz Grafica con 10000 Hz 5.Cuadro de ResultadosFiltro pasa bajosmedicinFrecuencia Hz Voltaje V 11009.92 22009.76 33009.52 44009.28 55009.12 66008.80 77008.56 88008.24 99008.00 1010007.52 1115006.4 1220005.44 1325004.64 1430004.00 1550002.72 16100001.52 17150001.04 18200000.8 Diagrama de Bode para el Filtro pasa bajos Filtro pasa altos medicinFrecuencia Hz Voltaje V 1500.26 21000.54 32000.96 43001.24 54001.40 65001.52 76001.60 87001.64 98001.70 109001.72 1110001.76 1215001.80 1320001.82 1425001.84 1530001.86 1640001.86 1750001.86 18100001.86 Diagrama de Bode para el Filtro pasa altos 6. RecomendacionesSe sugiere poner ms resistencias en los circuitos para obtener el punto de frecuencia de corte exacta en los filtros pasa altos y pasa bajos. 7. Conclusiones Obtuvimos como resultado final que nosotros podemos filtrar frecuencias tanto en los filtros pasa bajos como en los pasa altos los podemos compara con los datos tericos. 8.Bibliografa Boylestad, Robert L. Anlisis introductorio de Circuitos. Pearson Educacin. Mxico 1998. Pp. 431-436 .