4. - Filtrado analógico:

Transcripción

1 4. - Fltrado analógco: Introduccón: Ventajas y necesdad del fltro analógco frente al dgtal (aumento rango útl y sensbldad) Importanca de transcón brusca Importanca de funcón plana Problema de establdad Necesdad de fltros actvos y bootstrap Fltrado analógco - ejemplo: Funcón de transferenca de un crcuto en el plano transformado de Laplace (fltro actvo paso bajo, 2º orden): V V out n ( s) A ( s) τ s + 2 a τ + 1 *VCVS LOW-PASS FILTER Date/Tme run: 3/14/99 13:3:3 Temperature: Donde : τ nverso de la pulsacón crítca (ω ). 2 aτ coefcente de amortguacón (mayor que s estable). Pulsacón de corte (ω c )raíz(2-4a)* ω Rzado (Rp) 2log ( 2 a 1 a ) R p 1.h 1h 1h 1.Kh 1Kh v(5)/v(1).4 Banda de paso Banda de transcón Banda de rechazo 2

2 4. - Fltrado analógco - clasfcacón: Clasfcacón según: Funconaldad en frecuenca: Intervalo frecuencal de la banda de paso Característcas de la banda de paso Característcas de la zona de transcón. Tpos de funcones según la frecuenca Funconaldad en el tempo Topologías: ejemplos en fltros de 2 polos Fltrado analógco - clasfcacón: Según ntervalo frecuencal de rechazo o paso: Tpo: Paso bajo(pl), Paso alto(ph), Paso banda (PB), rechazo frecuenca y paso frecuenca. Según funconaldad en frecuenca- banda de paso: Gananca: Rzado (Rp) y cuán plana es la funcón de gananca Frecuenca de corte; banda de transcón; banda de rechazo Fase: Retraso - fase : dstorsón (lnear phase flter). 4

3 4. - Fltrado analógco - clasfcacón: Funconaldad en frecuenca- banda transcón: Pendente fnal de la rampa: 1º, 2º orden, orden n (skrt): 6 x n db / octava (n es número de polos). Forma de transcón (sobreosclacón, plana, ) Tpos de funcones según la frecuenca Butterworth: más plano en banda de paso;;» 2º orden:: a 1/4 Rp 1,25 db Chebyshev: más pronuncado el paso a banda rechazada» 2º orden:: a < 1/4 Rp mayor Bessel: más plano en cuanto a retraso temporal; típco para mnmzar dstorsón en forma de onda (audo) Fltrado analógco - clasfcacón: Funconaldad en tempo tempo de subda sobreosclacón osclacón y establdad tempo de establecmento Según topología: pasvos y actvos. Tpos de actvos: VCVS: Rauch, Sallen Key Fltro en T gemela rechazo frecuenca Fltros de varables de estados Fltros de capacdades conmutadas 6

4 4. - Ejemplo1 : Fltro Sallen-key PL 2 : V τ k s + 2 a τ s nf CAP k 2 V R R C C s + ( R + R ) C + ( 1 k) R C s Para I bas es mejor que Z n- gual a Z n+ Inestabldad s 2aτ<1 Chebyshev: Sobreosclacón Entrada R3 1 k *VCVS LOW-PASS FILTER Date/Tme run: 3/14/99 13:3:3 Temperature: h 1h 1h 1.Kh 1Kh v(5)/v(1) R4 1 k Salda GND 16 nf 5V -5V R? OPAMP GND 1 k 1 k *VCVS LOW-PASS FILTER Date/Tme run: 3/14/99 13:3:3 Temperature: h 1h 1h 1.Kh 1Kh db(v(5)/v(1)) db Ejemplo1 : Fltro Rauch PL 2 V V τ k s + 2 a τ s + 1 R3 1 R R R C C s R R ( + + ) R R R C s R 1 C 2 R 4 R 3 C 5 Butterworth plano, apenas sobreosclacón fc fo *VCVS LOW-PASS FILTER_sallen key Date/Tme run: 3/14/99 13:41:21 Temperature: h 1h 1h 1.Kh 1Kh v(5)/v(1) *VCVS LOW-PASS FILTER_sallen key Date/Tme run: 3/14/99 13:34:3 Temperature: h 1h 1h 1.Kh 1Kh db(v(5)/v(1)) db 8

5 4. - Ejemplo 3 : Fltro en T Notch V s 1 con R C Fltro en T s + ϖ c + 4 ( 1 2 Rp ) ϖ c s + ϖ R + R p1 p2 Elmna frecuenca Q depende de R p1 y R p2 2 c R1 Entrada 1 k 32 nf CAP *NOTCH FILER Date/Tme run: 3/14/99 13:4:52 Temperature: nf 5 k (47 k) R2 1 k 32 nf CAP 5V -5V 5V -5V R? OPAMP OPAMP GND *NOTCH FILER Date/Tme run: 3/14/99 13:4:52 Temperature: ,5 k 97,5 k Salda R p1 R p2 R? h 3.h 1h 3h 1h 3h 1.Kh v(6)/v(1) -4 1.h 3.h 1h 3h 1h 3h 1.Kh db(v(6)/v(1)) db Amplf de Instrumentacón como fltro: Etapa de 3 A.O. Con OP7. Introducr un C en sere con la resstenca de gananca de la etapa de entrada. Gananca F(frecuenca), sn condensador *AMPLIF. INSTRUMENTACION CON C JUNTO A Rg Date/Tme run: 3/3/99 19:52:8 Temperature: 27. 1V 8V 6V 4V 2V V 1.h 1h 1h 1.Kh 1Kh 1Kh 1.Mh V(1) V(3)-V(4) 1

6 4. - Amplf de Instrumentacón como fltro: Gananca F(frecuenca) con R g + R realm1 + R realm2 1k condensador: 1,3 uf (12,5 Hz) condensador: 5.9 nf (4 khz) *AMPLIF. INSTRUMENTACION CON C JUNTO A Rg Date/Tme run: 3/3/99 19:54:46 Temperature: 27. 1V *AMPLIF. INSTRUMENTACION CON C JUNTO A Rg Date/Tme run: 3/3/99 19:56:1 Temperature: V 8V 6.V 6V 4V 4.V 2V 2.V V 1.h 1h 1h 1.Kh 1Kh 1Kh 1.Mh V(1) V(3)-V(4) V 1.h 1h 1h 1.Kh 1Kh 1Kh 1.Mh V(1) V(3)-V(4) 11