Filtros Activos de Primer Orden

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1 Facultad Escuela Lugar de Ejecución : Ingeniería. : Electrónica : Fundamentos Generales (Edificio 3, 2da planta) Filtros Activos de Primer Orden Objetivos Específicos Medir las tensiones de entrada y salida a distintas frecuencias. Calcular la ganancia a partir de valores medidos a distintas frecuencias. Trazar la curva de respuesta en frecuencia del filtro pasa bajos y pasa alto, en un gráfico semilogarítmico. Determinar la frecuencia de potencia mitad (o de corte) a partir del gráfico del filtro pasa bajos y paso alto. Comparar la frecuencia de corte obtenida del gráfico con el valor calculado. Introducción Teórica Con los amplificadores operacionales pueden construirse filtros activos pasa bajos, pasa altos, pasa banda y de bloqueo de banda o rechaza banda. En esta práctica se comprobarán los filtros: Paso Alto: El paso-alto se caracteriza porque a partir de una frecuencia de corte se mantiene la ganancia del circuito superior a esa frecuencia de corte. A frecuencias inferiores a la de corte, disminuye la ganancia del mismo. La ganancia de circuito para un filtro pasa alta esta determinada por: R2Cjω = + jωrc A V El valor de la frecuencia de corte esta determinada por la siguiente función: f = 2πRC Paso Bajo: Este circuito se caracteriza en que para una frecuencia determinada, llamada frecuencia de corte se mantiene la ganancia del circuito. Para frecuencias superiores a la frecuencia de corte la ganancia del circuito disminuye.

2 2 La ganancia del circuito pasa bajo esta determinada por: A V R2 = R( + jωr2c) La frecuencia de corte esta determinada por: f = 2πR 2 C Materiales y equipos N Cantidad Descripción Unidad PU-2000 con PU-2200 Breadboard Multímetro Osciloscopio de doble trazo ua74 Resistencias de 00K Resistencia de 0K Capacitor de 00nF (0.µF) Capacitor de 0nF (0.0µF) Par de puntas para tester Par de puntas para osciloscopio Puntas para PU-2000 Procedimiento FILTRO PASA BAJO DE PRIMER ORDEN. Arme el circuito de la figura 4.

3 3 Figura 4. Filtro pasa bajos. 2. Ajuste el generador de señales a 500Hz de onda senoidal con 50mVp de amplitud. 3. Conecte el generador de señales a las terminales de entrada del circuito. 4. Conecte el canal del osciloscopio a las terminales de entrada y el canal 2 a las de salida. 5. Verifique la señal de salida del circuito. 6. Cambie la frecuencia de la señal de entrada a.6hz 7. Mida la tensión pico a la salida y anótela en la tabla. 8. Calcule la ganancia de tensión Vsal/Ven del circuito y anótela en la tabla. 9. Sin variar la amplitud de entrada tomar los valores pico de salida para distintos valores de frecuencias y anótelas en la tabla 4. F(Hz) Vsal(Vp-p) Ganancia (Av) Tabla 4. Salida del filtro pasabajo. 0. Dibuje la respuesta en frecuencia del circuito en las coordenadas semilogarítmicas del gráfico 4.

4 4 Gráfico 4. Respuesta en frecuencia del filtro pasabajos.. En el gráfico encuentre la frecuencia de corte fc (frecuencia de ganancia 0.707). 2. Compare el resultado anterior con el valor calculado teóricamente con R=00K y C=00nF FILTRO PASA ALTA DE PRIMER ORDEN 3. Arme el circuito de la figura Ajuste el generador de señales a 500Hz de onda senoidal con 50mVp de amplitud.

5 5 Figura 4.2 Filtro pasa alta de primer orden 5. Conecte el generador de señales a las terminales de entrada del circuito. 6. Conecte el canal del osciloscopio a los terminales de entrada y el canal 2 a los de salida 7. Verifique la señal de salida del circuito. 8. Cambie la frecuencia de la señal de entrada a 60 Hz 9. Mida la tensión pico a la salida y anótela en la tabla Calcule la ganancia de tensión Vsal/Ven y anote el resultado en la tabla Repita los pasos del 9 al 2 para cada una de las frecuencias que se muestran en la tabla 4.2 y llene la misma. F(Hz) Vsal(Vp-p) Ganancia (Av) Tabla Dibuje la respuesta en frecuenta del circuito en el gráfico semilogarítmico del gráfico 4.2. (en forma similar al gráfico 4..)

6 6 Gráfico 4.2. Respuesta en frecuencia del filtro pasa alto primer orden. 23. En el gráfico encuentre la frecuencia de corte Fc (frecuencia de ganancia 0.707). 24. Compare el resultado anterior con el valor calculado teóricamente con R=0K y C=0nF.

7 7 Análisis de resultados. Presente sus resultados y conclusiones al respecto de los circuitos vistos en la presente práctica. 2. Obtenga la función de transferencia de los circuitos del filtro pasa bajos y pasa alta estudiados. Bibliografía Millman, Jacob, Microelectrónica: Circuitos y sistemas analógicos y digitales. Vol.2 HISPANO EUROPEA, 988 Edición: a Clasificación: M658 s.f. Savant, C.J., "Diseño Electrónico : Circuitos y Sistemas" PRENTICE HALL, 2000 Edición: 3a. Clasificación: S Boylestad, Robert, Electrónica : Teoría de Circuitos y dispositivos electrónicos PRENTICE HALL, 2003 Edición: 8a. Clasificación: B

8 8 Hoja de cotejo: 4 Guía 4: Filtros activos de Primer Orden Alumno: Mesa No: Docente: GL: Fecha: CONOCIMIENTO APLICACIÓN DEL CONOCIMIENTO ACTITUD EVALUACION % Nota TOTAL 00 Conocimiento deficiente de los siguientes fundamentos teóricos: -Características de los filtros activos de primer orden. -Funcionamiento de los filtros pasa bajo. -Funcionamiento de los filtros pasa alto. Cumple sólo con uno o dos de los siguientes criterios: -Traza la curva de respuesta en frecuencia del filtro pasa bajo. -Traza la curva de respuesta en frecuencia del filtro pasa alto. -Obtiene la frecuencia de corte para un filtro pasa bajo. -Obtiene la frecuencia de corte para un filtro pasa alto. Es un observador pasivo. Es ordenado pero no hace un uso adecuado de los Recursos Conocimiento y explicación incompleta de los fundamentos teóricos Cumple con tres de los criterios. Participa ocasionalmente o lo hace constantemente pero sin coordinarse con su compañero. Hace un uso adecuado de los recursos respetando las pautas de seguridad, pero es desordenado Conocimiento completo y explicación clara de los fundamentos teóricos Cumple con los cuatro criterios. Participa propositiva e integralmente en toda la práctica. Hace un manejo responsable y adecuado de los recursos de acuerdo a pautas de seguridad e Higiene