Tema 4. Filtros Analógicos

Documentos relacionados
Tema 4. Filtros Analógicos

4.5 Filtros analógicos: respuesta al escalón

Si el pulso tiene una duración de tp, la salida esta definida como sigue:

SISTEMAS DISCRETOS. 1. Qué son?

INDUCTANCIA. Cuando en una bobina la corriente varía con el tiempo se crea una Fem.:

SISTEMAS DE NIVEL DE LÍQUIDO

Problema PTC Datos: L= 10mH, C=100nF. Solución PTC

1.- Un convertidor reductor sin aislamiento tiene una frecuencia de conmutación f s =100kHz, tensión de Q 1. i L D 1 V GG. = D V dc.

CONFORMACION DE ONDAS

OBJETIVOS DEL TEMA. Tema 4. Comparadores y Generadores de Onda. Comparadores de ventana. Comparadores

CONFORMACION DE ONDAS

Tema 3. Circuitos capacitivos

Números complejos ACTIVIDADES. a) a = = 3 b = 0 b) a = 0 4a 2b = 2 b = 1. a) y = 0 b) x = 0 c) x 0, y 0

TEMA I: RESPUESTA TEMPORAL DE LOS CIRCUITOS LINEALES. x(t) < y(t) <

ELECTIVA I PROGRAMA DE FISICA Departamento de Física y Geología Universidad de Pamplona Marzo de 2010 NESTOR A. ARIAS HERNANDEZ - UNIPAMPLONA

TEMA 6 CORRIENTE ELECTRICA. CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA.

SEÑALES Y SISTEMAS - AÑO 2017 Práctica 3 Clasificación de Sistemas. Sistemas Lineales (SL). Convolución. Procesos estocásticos a través de SL.

CAPÍTULO UNO. NOCIONES SOBRE MUESTREO Y RECONSTRUCCIÓN DE SEÑALES.

Problemas de desarrollo

Sistemas lineales invariantes

UNIVERSIDAD DE VIGO. Escuela de Ingeniería de Telecomunicación

ρ 2 ρ r r Temas Teóricos Electromagnetismo Ecuaciones de Laplace y Poisson. Ejemplo 1.

b) El ángulo de desfase entre la tensión y la intensidad de fase.

ft Fs Fseds Fs () fte () dt s RC Discontinuidad en t=t 0 integral inversión f( t0 2

Tema 5. Régimen Permanente Senoidal. Sistemas y Circuitos

Fundamentos Básicos Sistemas y Señales

Señales y Sistemas: Tema II. Sistemas en el dominio del tiempo

Modelo de Jones-Manuelli

CIRCUNFERENCIA. x 2 + y 2 + mx + p = 0 Circunferencia centrada en el eje OY. C(0,b)

CONSIDERACIONES DE DISEÑO ESTÁTICO Y DINÁMICO PARA CONVERTIDORES CC-CC

1. Desarrollo Preguntas. Universidad Simón Bolívar Departamento de Matemáticas Puras y Aplicadas

Dualidad y sensitividad

Práctica 2: Análisis en el tiempo de circuitos RL y RC

7 ECUACIONES DIFERENCIALES DE LOS CIRCUITOS Y SU SOLUCIÓN

COMPORTAMIENTO DE LOS CIRCUITOS RC ANTE UNA SEÑAL SINUSOIDAL. Estudiemos el comportamiento estacionario ante una excitación sinusoidal.

Tema 3 Sistemas lineales.

Modelado en el dominio de la frecuencia Utilizar la transformada Laplace para representar ecuaciones diferenciales lineales

Reflectometría en el Dominio del Tiempo

Solución de la ecuación homogénea

4. Medición de Temperatura.

Divisibilidad I. d) 7 : e) 13 :

Resolver. 2. Inecuaciones de segundo grado. La expresión ax bx c puede ser mayor, menor o igual que 0. Esto es, podemos plantearnos: 2

Problemas de desarrollo

Tema 2. Sistemas Lineales e Invariantes en el Tiempo (Sesión 2)

4.- ANALISIS DE SISTEMAS EN TIEMPO CONTINUO

CAPITULO 6: Análisis de circuitos con elementos dinámicos. 6.1 Inductores. Fig. 1 Fig. 2. di/dt. + v - Red Eléctrica

Diseño de controladores analógicos por métodos de espacio de estado

Colección de problemas del Curso 05/06 Circuitos Electrónicos. 2º Ing. Aeronáutico Dpto. de Ingeniería Electrónica

VARIACIÓN DE FUNCIONES

Guía de Ejercicios 1 Modulaciones Analógicas - Espacio de Señales - Modulaciones Digitales

(3.5 Puntos) A e jπk B 1 B e j2πk D 5 C πe j5φ F π + φ D 5e jφ E 5φ E e j5φ (1 + cos(α)) A ( 1) k F ( 5e jφ ) C π G ( 1/j) π/2 G π/2 φ

Teoría de Circuitos: circuitos RLC

SISTEMAS LINEALES. Tema 4. Análisis de Fourier para Señales y Sistemas de Tiempo Continuo (Sesión 2)

x(t) 0 T 2T 3T 4T x(k) = {0, 3, 2.7, 2.2, 2.7, } x k = Redondear( x*(k T) )

CURSO: ANÁLISIS DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I UNIDAD 6: RESPUESTA TRANSITORIA Y DE ESTADO ESTABLE EN LOS CIRCUITOS ELÉTRICOS DE SEGUNDO ORDEN CONTENIDO

Fig. 1 Fig. 2. v(t) = N d (t) / dt

Tema 2. Modelos matemáticos de los sistemas físicos

Laboratorio Nº 4 Ecuaciones diferenciales de orden n. Ecuación lineal homogénea. Soluciones linealmente independientes

Las señales pueden ser también, señales continuas o señales alternas.

. Marcar sobre los ejes los valores del seno y coseno para los ángulos dibujados y observando lo realizado escribir: a) en función de sen α

Procesamiento Digital de Señales: Ecuaciones Diferenciales y en Diferencias

Sistemas Lineales. Tema 5. Muestreo. h[n] x(t)

SOLUCIÓN ACTIVIDADES T3, MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE. = ±. En valor absoluto la velocidad es. v max = ± ω A

y por consiguiente R ={ P 0 P 1, P0 P 2, P0 P 3 } un sistema de referencia afín. b) La matriz construida con los vectores de la base B={ P 0

ECUACIONES DIFERENCIALES

EXAMEN FINAL DE ELECTROTECNIA y ELECTRÓNICA, 24 de Junio de t (ms) -10 V

Sistemas LTI discretos

Prepráctica: Sintonización de PIDs y Control digital

Tema 1: Matrices. A es una matriz en la que hemos significado las dos primeras filas y columnas, la fila p ésima y la última fila y columna.

Sistemas LTI discretos

b) Para el caso en el que a = 1 y b = 4, hállese la ecuación de la recta tangente a la gráfica de f en x = 3. Solución.

CÁLCULO DE RESISTENCIAS POR SU CÓDIGO DE COLORES

Ejercicios resueltos de tecnología electrónica.

ANEXO Tema 3: CIRCUITOS RESONANTES

Cuando la integral (1) converge, el resultado es una función de s. La transformada de Laplace se puede escribir también como F(s).

TEMA 5. MOVIMIENTO ONDULATORIO.

el movimiento parabólico se puede interpretar como la superposición de dos movimientos rectilíneos ORTOGONALES INDEPENIENTES: un MU y un MUV.

Diego Luis Aristizábal R., Roberto Restrepo A., Tatiana Muñoz H. Profesores, Escuela de Física de la Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín

Pro 5\{atfiematica: o/of. JI, 'J{p. 3, 1988

U R U L. Figura 4.1 Agrupamiento de impedancias en serie. La impedancia de un circuito serie está dada por la siguiente expresión: 1 L.

1.- DATOS: n=0,2 mol, T=400 K, A=0,008 m 3, m=20,0 kg.

A.- Sistema electromagnético básico: Circuito R L C.

Material sobre Diagramas de Fase

a f af= 3. a) Clasificar las singularidades de la función: f z sen x Universidad de Las Palmas de Gran Canaria

1. Muestreo de Sistemas Continuos. 1. Muestreo de Sistemas Continuos 1

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL INSTITUTO DE CIENCIAS FÍSICAS II TÉRMINO

TITULACIÓN: INGENIERO DE TELECOMUNICACIÓN CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS (2 o CURSO)

ω ω ω y '' + 3 y ' y = 0 en la que al resolver se debe obtener la función y. dx = + d y y+ m = mg k dt d y dy dx dx = x y z d y dy u u x t t

CONDUCTOR EN EQULIBRIO ELECTROSTÁTICO

Profesora Anna Patete, Dr. M.Sc. Ing. Escuela de Ingeniería de Sistemas. Universidad de Los Andes, Mérida, Venezuela.

Para indicar que 2 es menor que 3, podemos escribir, para indicar que es mayor o igual que 4, escribimos.

Tratamiento semiempírico del Estado del Transición

Tema 3. Régimen Permanente Parte II. Régimen Permanente Senoidal

Señales y Sistemas II

Medio estacionario con concentraciones superficiales específicas: Estos problemas son análogos a los de conducción de calor (o de flujo viscoso).

MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORMEMENTE VARIADO (M.R.U.V)

Capítulo 5 Sistemas lineales de segundo orden

FUNCIONES VECTORIALES DE UNA VARIABLE REAL

Transcripción:

Tema 4. Filrs Analógics aracerización Tempral Francisc J. Gnzález, U3M 9 Sisemas y ircuis 4. Definición x Filr y ( ) = T x( ) x[ n ] ak, bk yn [ ] = T{ xn [ ]} Filr analógic: Sisema en Tiemp ninu que bedece a una ecuación diferencial lineal cn ceficienes cnsanes: N k M l d y d x ak = b k l l d d k= l= Filr digial: Sisema en Tiemp Discre que bedece a una ecuación en diferencias lineal cn ceficienes cnsanes: N [ ] = l [ ] a y n k b x n l k k= l= N, M = órdenes del filr Orden del filr = max(n, M) Si N= Filr MA respuesa impulsinal finia (FIR) Si M= Filr AR respuesa impulsinal infinia (IIR) M { } Francisc J. Gnzález, U3M 9 Sisemas y ircuis

4. Filrs: el cas elécric Elemens circuiales pasivs Relacines ensión-crriene en ndensadres dv i = + i d 4 v 3 Francisc J. Gnzález, U3M 9 Ejempl v = Vm sin( ω) V = sin(π 5 ) V = mf i = Vmωcs( ω) A = πcs(π5 ) A - - -3 v = i( ) d v ( ) + -4...3.4.5.6.7.8.9. a crriene adelana a la ensión Sisemas y ircuis 3 Elemens circuiales pasivs ndensadres Energía [Julis] 4. Filrs: el cas elécric v + i dv i = d dv de p = vi = v = d d de = v dv E = v [ ] Julis Francisc J. Gnzález, U3M 9 Sisemas y ircuis 4

4. Filrs: el cas elécric Elemens circuiales pasivs Bbinas Energía [Julis] + v i di v = d di de p = vi = i = d d de = i di E = i [ Julis] Ejempl: = mh p (W).5..5..5 5 e A i = A < 5 e (- 5 ) V v = V < p E (J).3.5..5 v (V) i (A).8.7.6.5.4.3....8.6.4....3.4.5.6.7.8.9 seg v -....3.4.5.6.7.8.9 seg E i. -.5.5 Francisc J. Gnzález, U3M 9 -....3.4.5.6.7.8.9...3.4.5.6.7.8.9 Sisemas y ircuis seg seg 5 4. Filrs: el cas elécric Elemens circuiales pasivs mpramien cn ensines cnsanes ndensadres + i v dv i = d Si v ( ) = ce. dv = i ( ) = cndensadr circui abier d Francisc J. Gnzález, U3M 9 Un cndensadr NO admie cambis insanánes en el vlaje i= El vlaje en un cndensadr es cninu + v( ) = v( ) Sisemas y ircuis 6

4. Filrs: el cas elécric Elemens circuiales pasivs mpramien cn crrienes cnsanes Bbinas + i v di v = d Si i ( ) = ce. di = v ( ) = bbina d crcircui Una bbina NO admie cambis insanánes en la crriene v= a crriene en una bbina es cninua: + i( ) = i( ) Francisc J. Gnzález, U3M 9 Sisemas y ircuis 7 4. Filrs: el cas elécric Filrs elécrics analógics: circuis R, y. s ceficienes a k, y b k dependen de ls valres de R, y Primer rden: circuis R y R x Filr a, b k k { x( )} y ( ) = T R i + vo = vi dvo dv vo vi O + = i = d R R d N k M l dy dx a = bl l d k k k= d l= Francisc J. Gnzález, U3M 9 Para bener la respuesa necesi cncer la ensión inicial en el cndensadr: v ( ) Sisemas y ircuis 8

Francisc J. Gnzález, U3M 9 4. Filrs: el cas elécric Filrs elécrics analógics: circuis R, y. s ceficienes a k, y b k dependen de ls valres de R, y Segund rden: circuis R serie y paralel x y di( ) vi ( ) = + Ri( ) + vo ( ) d dvo ( ) di( ) d vo ( ) = i( ) = d d d d vo R dvo + + v O = vi d d Para bener la respuesa necesi cncer la ensión inicial en el cndensadr y la crriene inicial en la bbina: v ( ), i( ) ndicines auxiliares Sisemas y ircuis 9 4. Filrs: el cas mecánic ndicines auxiliares dy b d y F k y b d -b d d y M + b + ky = F d d F M b = y d y( ) dy( ) k d d Mdel d y M d -M d Para reslver la ecuación diferencial, es necesari cncer la psición inicial ( y ( )) y la velcidad inicial ( y ( )) Francisc J. Gnzález, U3M 9 Sisemas y ircuis

4.3 Filrs analógics: respuesa general Respuesa general de un filr analógic de primer rden. dy( ) + y( ) = x( ) x d ndición auxiliar y = Y Tips de señales de enrada K K x x Francisc J. Gnzález, U3M 9 x( ) x Mdel dy( ) + y( ) = x( ) d y = Y y d d y Sisemas y ircuis 4.3 Filrs analógics: respuesa naural Respuesa naural de un filr analógic de primer rden. ( ) dy + y = d ndición auxiliar y = Y º) Plinmi caracerísic Si... N d y ay + a an N d + + d = Francisc J. Gnzález, U3M 9... ennces P( s) = a + a s+... + a s En nuesr cas... N Ps ( ) N = s+ x Mdel d d y Sisemas y ircuis

4.3 Filrs analógics: respuesa naural Respuesa naural de un filr analógic de er rden. dy ( ) + y = y = Y d º) alcular raíces del Plinmi caracerísic Ps ( ) = s+ raiz s r = 3º) a slución de la ecuación diferencial es de la frma s r y = Ae = Ae A es una cnsane que hay que deerminar mprbar que cumple la ecuación diferencial dy d + y = A e + Ae = A y > Francisc J. Gnzález, U3M 9 Sisemas y ircuis 3 4.3 Filrs analógics: respuesa naural Respuesa naural de un filr analógic de primer rden. dy ( ) + y = y = Y d 4º) Aplicar la cndición auxiliar para despejar A m y=y = = 5º) Obener la respuesa y = Ae = Y Y = y Y e y > Francisc J. Gnzález, U3M 9 Sisemas y ircuis 4

4.3 Filrs analógics: respuesa naural Ejempl: Respuesa naural de un circui R paralel. Pr la bbina circula una crriene inicial de I amperis I + - ( ) di Kirchhff: Vlajes + Ri = d di( ) R dy ( ) i y i y d + = d + = = R y = Y e i = I e R I i I e R Para calcular la crriene se necesia su valr inicial en la bbina. ( ) R di v = = i R = I Re d Francisc J. Gnzález, U3M 9 Sisemas y ircuis 5 Respuesa naural de un circui R paralel. El cndensadr iene un vlaje inicial de V vlis dv( ) v( ) + = d R Para calcular el vlaje se necesia su valr inicial en el cndensadr. a crriene es Francisc J. Gnzález, U3M 9 4.3 Filrs analógics: respuesa naural V + - + - ( ) y = Y e v = V e ( ) dv dy + v = + y = d R d v y = R R R dv Ve v i = = = d R R Sisemas y ircuis 6 V v V R e

4.4 Filrs analógics: respuesa al escalón Respuesa al escalón de un filr analógic de primer rden. dy + y = K, x = Ku d y y = Y º) Plinmi caracerísic Ps ( ) = s+ raiz s r = d d º) Slución general (para ) y = YF + Ae, dnde Y F y A sn ds cnsanes que hay que deerminar mprbar que se cumple la ecuación diferencial dy Y F + y = A e + YF + Ae = = K d Pr an = K YF Mdel Francisc J. Gnzález, U3M 9 Sisemas y ircuis 7 4.4 Filrs analógics: respuesa al escalón Respuesa al escalón de un filr analógic de primer rden. dy ( ) x + y = K, dy( ) + y d = K, K d y = Y 3º) Para despejar la cnsane A hay que aplicar la cndición auxiliar y = K + Ae, Si y = Y K + A = Y A = Y K uand, y = K e + Ye, y( ) = K = YF ( ) ( ) y = Y + Y Y e, F F Y F Y y = Y y y Francisc J. Gnzález, U3M 9 Sisemas y ircuis 8

Francisc J. Gnzález, U3M 9 4.4 Filrs analógics: respuesa al escalón Respuesa al escalón desplazad. dy d Slución general (para ) Si + y = K y ( ) = Y, ( ) y = K + Ae, ( ) m, cuand, y( ) = K = YF x Ku( ) ( ) y = Y A+ K = Y A = Y K F ( F ) ( ) = y Mdel y = Y + Y Y e, Y F Y d y d Sisemas y ircuis 9 4.4 Filrs analógics: respuesa al escalón Respuesa de un circui R paralel a un escalón. Expresión genérica: Slución de la expresión genérica: ircui R: Francisc J. Gnzález, U3M 9 dy d + V + - - v Ecuación: ( ) v( ) dv + = IS, d R v = V ndición inicial: ( ) Valr final: ( ) S + y = K, v y = R ( ) y = YF + Y YF e, ( ) R v = ISR+ V ISR e, v = I R V v I S Sisemas y ircuis K IR S =

Ejercicis Francisc J. Gnzález, U3M 9 Sisemas y ircuis Ejercicis Francisc J. Gnzález, U3M 9 Sisemas y ircuis

Ejercicis Francisc J. Gnzález, U3M 9 Sisemas y ircuis 3 Ejercicis Francisc J. Gnzález, U3M 9 Sisemas y ircuis 4

4.5 Filrs analógics de segund rden Respuesa naural de un filr analógic de segund rden. d y( ) + α + ω y = ω d Plinmi caracerísic Ps ( ) = s + α s+ ω Raíces α ± 4α 4ω, Francisc J. Gnzález, U3M 9 s d = = α ± α ω Si α > ω las raíces sn reales s, < Si α < ω las raíces sn cmplejas. s = α + j ω α = α + jωd s =α j ω α =α jω x y Mdel α dy d d y d (3) Si α = ω enems raíces múliples (muliplicidad ). s = s = α d s = s * Sisemas y ircuis 5 -α - d d 4.5 Filrs analógics º rden: respuesa naural Respuesa naural. Sbreamriguamien. α > ω s s y = A e A e + Subamriguamien. α < ω d ( ) y Ae e A e α jω α jωd = + = α ( ω ) sin ( ω ) = Be cs + Be α d (3) Amriguamien críic. α = ω d y s = α ± α ω, s = α + j ω α = α + jω s =α j ω α =α jω α ( ) ( D + D ) e = d d as cnsanes se bienen a parir de las cndicines auxiliares y ( ), y ( ) Francisc J. Gnzález, U3M 9 Sisemas y ircuis 6

4.5 Filrs º rden: respuesa al escalón Respuesa al escalón Sbreamriguamien. α > ω s s K y ( ) = YF + Ae + Ae YF = ω Subamriguamien. α < ω x Ku ω y K α dy d -α d α jωd α jωd F y = Y + Ae e + A e = α ( ω ) sin ( ω ) = Y + B e cs + B e α F d d Mdel dy d - d (3) Amriguamien críic. α = ω y = Y + D + D e α ( ) F as cnsanes se bienen a parir de las cndicines auxiliares y ( ), y ( ) Francisc J. Gnzález, U3M 9 Sisemas y ircuis 7 4.5 Filrs analógics: respuesa al escalón Filrs de rden y π ω e α d Subamriguamien Y F Francisc J. Gnzález, U3M 9 Sisemas y ircuis 8

4.5 Filrs analógics de rden Ejempl: filr analógic R serie de rden x. Plinmi caracerísic: ( ) ( ) dv d v v + R v I d + d = y d y( ) dy( ) + α + ω y = ωx d d R Ps ( ) = s + s+ R a =, a = = α, a = ω = Francisc J. Gnzález, U3M 9 Sisemas y ircuis 9 4.5 Filrs analógics de rden Ejempl: filr analógic R serie de rden x y R α = R R s, = ± ω = Raíces Si Francisc J. Gnzález, U3M 9 Si R < R=? (3) Si R > R = las raíces sn reales: sbreamriguamien las raíces sn cmplejas: subamriguamien enems raíces de muliplicidad : amr. ríic Sisemas y ircuis 3

4.5 Filrs analógics de rden Ejempl: filr analógic R paralel de rden is x y ( ) ( ) v dv + i + = is R d di v = d ( ) ( ) ( ) d i S + di + i = I d R d d y d x + α + ω y = ω d. Plinmi caracerísic: Ps ( ) = s + s+ R α =, ω = R Francisc J. Gnzález, U3M 9 Sisemas y ircuis 3 4.5 Filrs analógics de rden Ejempl: filr analógic R paralel de rden x Raíces y α = R s, = ± R R ω = Si R < Si R > R=? (3) Si R = las raíces sn reales: sbreamriguamien las raíces sn cmplejas: subamriguamien enems raíces de muliplicidad : amr. críic Francisc J. Gnzález, U3M 9 Sisemas y ircuis 3

4.7 Prpiedades de ls filrs inealidad (enrada idénicamene nula, salida iden. nula) Un filr es lineal si la respuesa libre es nula hay linealidad si las cndicines auxiliares sn cer. Invarianza empral a invarianza exige que las cndicines auxiliares se desplacen el mism valr que la enrada cndicines auxiliares sn iniciales. ausalidad Un filr es causal si esá en reps inicial. Reps inicial ) las cndicines auxiliares sn cndicines INEAIDAD iniciales. ) las cndicines iniciales sn nulas. REPOSO INIIA INVARIANZA Francisc J. Gnzález, U3M 9 AUSAIDAD Sisemas y ircuis 33 4.8 Filrs: respuesa al impuls Si cncems la respuesa al escalón de un filr, y ése esá en reps inicial ( Sisema ineal e Invariane en el Tiemp), ennces la respuesa al impuls es... Para filrs analógics ds h = d dy Ejempl ( ) + y = u y = d Francisc J. Gnzález, U3M 9 Pr an y = s = e u ds h = = e u d h > Sisemas y ircuis 34