Filtros Activos Contenidos: Bibliografía: Duración estimada: 6 horas Práctica de Laboratorio.

Transcripción

1 Filtro Activo Contenido:. Introducción.. Etructura de º orden.. Dieño de filtro. Bibliografía:. Cap. III: 34 a 37. Cap. IV: 4 y 4. Colección de problema Duración etimada: 6 hora Práctica de Laboratorio.

2 Introducción a lo Filtro Campo de aplicación de lo principale filtro.

3 Filtro de Segundo Orden Repueta Etándar: H ( ) N( ) + Q + Lugar de la Raíce: jω Q ½ ζ ζ Q Q ζ < σ ζ > Q < ½ ζ > Q < ½ ζ Q ζ < Q <

4 Filtro de Segundo Orden Filtro Pao Bajo: ) ( + + Q H H LP Filtro Pao Alto: ) ( + + Q H H HP

5 Filtro de Segundo Orden Filtro Pao Banda: ) ( + + Q Q H H BP Filtro Ranura: ) ( Q H H HP

6 Etructura Báica de Filtro de Segundo Orden. Sallen Key (pao bajo): H R K + R R R C C LP Q ( K) B A R C R C + R C R C + R C R C

7 Variante de la etructura de SallenKey.a. R R R ; C C C : H LP K + RC Q (3 K) R R B A

8 Variante de la etructura de SallenKey.b. Ganancia Unidad: H LP n 4Q mnrc d n Q Q mn m + m d + d

9 Variante de la etructura de SallenKey.c. R R y Ganancia Unidad: H LP Q RC q m mq qc mc Q R Q R

10 Variante de la etructura de SallenKey.d. Filtro pao Alto H LH Q n m n + mnrc n > m R n ( n + ) C Q mn

11 Etructura Báica de Filtro de Segundo Orden.. Rauh (pao bajo): R R R R R R R C C Q R C C R R R H LP + +

12 Variante de la etructura de Rauh.a. R R 3 R : H LP Q mnrc n m + m

13 Variante de la etructura de Rauh.b. Filtro Pao Alto : C4 R5 Vent C C3 Vo R + H( ) Vo Vi C C 4 ( C3C4 RR5 ) ( C C R R ) + R ( C + C + C ) H ohp C ω C ; o ; 4 C3C 4RR5 Q R R C C ( C + C + C )

14 Variante de la etructura de Rauh.c. Ganancia unidad : C mr Vent C nc Vo R + H HP Q mnrc mn ( + n)

15 Etructura Báica de Filtro de Segundo Orden Ventaja de la etructura vita: Poco componente. Dieño encillo. Inconveniente de la etructura vita: Dificultad de ajute. Senibilidad a la variacione de lo componente. Diperión en el valor de lo componente. 3. Otra alternativa: Filtro de variable de etado. Filtro Biquad

16 Etructura de un filtro de variable de etado. Caracterítica: Mejor ajute de lo parámetro del filtro: Ganancia, o y Q. R 3 ajuta ganancia R 6 ajuta o R / R ajuta Q Mima etructura para filtro pao bajo, alto y pao banda.

17 Dieño de Filtro activo Realización en cacada.

18 Ejemplo de Filtro (I) Dieño en cacada. Vo Vo Val

19 Ejemplo de Filtro (II) Dieño en cacada. Vo

20 Ejemplo de Filtro (III) Dieño en cacada. Vo

21 Ejemplo de Filtro (IV) Dieño en cacada. Vo3

22 Ejemplo de Filtro (V) Dieño en cacada. Val

23 Ejemplo de Filtro (VI) Dieño en cacada.

24 Plantilla de un filtro. Filtro pao bajo: A(dB) At min At max p a Filtro pao alto: A(dB) At min At max a p

25 Butterorth: Tipo de aproximacione al filtro ideal Repueta plana en la banda de pao. Caída de n db/dec. Chebyhev: Rizado en la banda de pao. Mejor tranición a la zona atenuada. Cauer (Filtro elíptico): Rizado en la banda de pao y atenuada. Óptima tranición a la banda atenuada. Beel: Defae cai lineal en la banda de pao. Tranición má lenta a la zona atenuada.

26 Aproximación al filtro ideal.

27 Comparación entre diferente tipo de aproximacione.

28 Cálculo del orden del filtro (I) Contante: K : Factor de electividad K d : Factor de dicriminación Filtro pao bajo: K K d p a A max A min K < ; < K d < ; A max y A min ( db) Filtro pao alto: K K d a p A max A min K < ; < K d < ; A max y A min ( db)

29 Cálculo del orden del filtro (II) Aproximación de Butterorth: n log log ( K ) d ( K ) Aproximación de Chebyhev: n coh coh K d K Tomar para n el menor entero que verifique la anteriore relacione.

30 Tabla Filtro pao bajo y alto de Butterorth n f o Q f o Q f o3 Q 3 f o4 Q 4 f o5 Q 5 Att a f p Filtro pao bajo y alto de Chebyhev. Rizado. db n f o Q f o Q f o3 Q 3 f o4 Q 4 f o5 Q 5 Att a f p Filtro pao bajo y alto de Chebyhev. Rizado db n f o Q f o Q f o3 Q 3 f o4 Q 4 f o5 Q 5 Att a f p

31 Tabla alternativa Filtro pao bajo y alto de Butterorth n m q Vm Fm Función de tranferencia ( +.44+) ( +.+) (+) ( ) ( ) ( +.68+) ( +.68+) (+) ( ) ( +.44+) ( ) ( +.89+) ( ) ( ) (+) ( ) ( ) ( +.+) ( +.39+) ( ) ( +.53+) ( +.+) ( ) (+)

32 Funcione de tranferencia normalizada Filtro pao bajo y alto de Chebyhev (. db de rizado) n m q Vm Fm Función de tranferencia ( ) ( ) (.3+) ( ) ( ) ( ) ( ) (.855+) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) (.654+) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) (3.44+)

33 Funcione de tranferencia normalizada Filtro pao bajo y alto de Chebyhev ( db de rizado) n m q Vm Fm Función de tranferencia ( ) ( ) (.3+) ( ) ( ) ( ) ( ) (3.454+) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) (4.868+) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) (6.76+)

34 Interpretación para filtro pao bajo Si la plantilla e: A(dB) At min At max p a y la función de tranferencia de un filtro de º orden: H( ) HLP + + Q π f oi oi f p

35 Interpretación para filtro pao alto Si la plantilla e: A(dB) At min At max a p y la función de tranferencia de un filtro de º orden: oi π f oi H( ) H f p HP + Q +

36 Criterio generale de dieño de filtro Repecto al factor de obretenión. Etapa en Q creciente para V ent >,V. Si hay etapa de º orden al final. Etapa en Q decreciente para V ent <,V Evitar etapa con Q muy elevado. Repecto a lo componente paivo. Si Q< e uficiente con tolerancia 5%. Condenadore de Teflón, Polietireno o Mica. No aconejable cerámico o electrolítico. Reitore de película metálica Repecto al Amp. Operacional. Preferible trabajar con A V a >> Q

37 Reumen Dieño de Filtro Filtro: Plantilla, epecificacione,... Tipo de aproximación Etructura Orden Coeficiente Realización