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DISPOSITIVOS Y CIRCUITOSELECTRONICOS INTEGRADOS

Laboratorio N° 7

FILTROS ACTIVOS

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PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR   2

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PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR   3

Filtros Activos

Objetivos

1.  Restringir las componentes de frecuencia de una señal dada.2.   Analizar la respuesta en frecuencia de un filtro.

Equipos y Materiales

  Osciloscopio

  Fuente de alimentación dual.

 

Generador de funciones.  Multímetro

  Proto board

  (01) 15K 1/4w

  (02) 30K 1/4w

  (01) TL081

  (02) 0,001uF

  Manual de reemplazos.

  Cables de conexión.

Introducción

En el tratamiento de las señales eléctricas es necesario que éstas tengan un determinado ancho debanda, para poder diferenciarlas de otras señales como ocurre por ejemplo en el área de lastelecomunicaciones, es aquí cuando la función de los filtros revela su importancia. Otra de lasfunciones de los filtros, es por así decirlo; la limpieza de las señales de perturbaciones nodeseadas como el ruido. El presente laboratorio trata de filtros activos que además tienen lacapacidad de amplificar/atenuar la señal filtrada.

Preparación

Para la realización de este laboratorio se requiere la lectura previa de los capítulos 7 y 8 del libro Amplificadores Operacionales y Filtros Activos de Antonio Pertence Junior. También se recomiendala lectura del capítulo 11 del libro Amplificadores Operacionales y Circuitos Integrados Lineales deRobert F. Coughlin.

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Procedimiento

PRIMERA PARTE: Filtro Pasa Bajos

Figura 1.

1. Montar el circuito de la Figura 1 y conectar la fuente de alimentación.

2. Ajustar el generador de señal para tener una tensión senoidal de 1V (de pico) y 1kHz de frecuencia.

3. Conectar el canal 1 del osciloscopio a la entrada del circuito y el 2 a la salida.

4.   Aplicar la señal senoidal al circuito. Mida con el osciloscopio la amplitud de la señal de salida y

determine la ganancia del filtro.

Vo1 = ..................

 Av = ....................

 Av ( dB ) = ..........................

5.  Compare las señales de entrada y salida . Existe alguna distorsión en la señal?

............................................................................................................................. ...................

............................................................................................................... ................................

6.  Existe desfasaje entre las señales. Anote el valor :

= ........................ Grados

7.  Varíe la frecuencia del generador incrementándolo hasta que la amplitud de la señal de salida

disminuya a un valor igual al 70.7% del valor obtenido en el paso 4.

V salida ( 1kHz ) = ...............................

70.7% V salida ( 1kHz ) =...............................

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PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR   5

 A que frecuencia se obtiene este valor de amplitud.?

Fcorte = ............................

Calcule teóricamente este valor mediante la expresión:

Fcorte = 1/(2.. R1 . C ) = ...........................

8.  Las dos frecuencias de corte son iguales?.

............................................................................................................................. ...

............................................................................................................................. ..

9.  Siga incrementando la frecuencia del generador hasta que la amplitud sea menor al 10% de la amplitud

da la señal de salida a la frecuencia de 1kHz. En este instante mida la frecuencia.

F = .................

10. Determine la pendiente de caída del filtro en dB/Dec.

Pendiente = ............................. dB/Dec.

SEGUNDA PARTE: Filtro Pasa Altos

Figura 2.

1.  Montar el circuito de la Figura 2 y conectar la fuente de alimentación.

2.   Ajustar el generador de señal para tener una tensión senoidal de 1V (de pico) y 100kHz de frecuencia.

3.  Conectar el canal 1 del osciloscopio a la entrada del circuito y el 2 a la salida.

4.   Aplicar la señal senoidal al circuito. Mida con el osciloscopio la amplitud de la señal de salida y

determine la ganancia del filtro.

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Vo2 = ..................

 Av = ....................

 Av ( dB ) = ..........................

5.  Compare las señales de entrada y de salida. Existe alguna distorsión en la señal?

..........................................................................................................................

........................................................................................................................

6.  Existe desfasaje entre las señales. Anote el valor :

= ........................ Grados

7.  Varíe la frecuencia del generador decrementándolo hasta que la amplitud de la señal de salida

disminuya a un valor igual al 70.7% del valor obtenido en el paso 4.

V salida ( 100kHz ) = ...............................

70.7% V salida ( 100kHz ) =...............................

 A qué frecuencia se obtiene este valor de amplitud.?

Fcorte = ............................

Calcule teóricamente este valor mediante la expresión:

Fcorte = 1/(2.. R1 . C ) = ...........................

8.  Las dos frecuencias de corte son iguales?.

................................................................................................................................

............................................................................................................................. ..

9.  Siga decrementando el valor de la frecuencia del generador hasta que la amplitud sea menor al 10% de

la amplitud da la señal de salida a la frecuencia de 100kHz. En este instante mida la frecuencia.

F = .................

10. Determine la pendiente de caída del filtro en dB/Dec.

Pendiente = ............................. dB/Dec.

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TERCERA PARTE: Filtro Pasa Banda

Figura 3.

1. Montar el circuito de la Figura 3 y conectar la fuente de alimentación.

2. Ajustar el generador de señal para tener una tensión senoidal de 1V (de pico) y 10kHz de frecuencia.

3. Conectar el canal 1 del osciloscopio a la entrada del circuito y el 2 a la salida.

4.   Aplicar la señal senoidal al circuito. Ajuste la frecuencia del generador hasta sintonizar la máxima

amplitud de salida. Mida y anote la frecuencia y la amplitud, determine la ganancia del filtro.

Fcentral = ................

Vo3 = ..................

 Av = ....................

 Av ( dB ) = ..........................

5.  Compare las señales de entrada y salida . Existe alguna distorsión en la señal?

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

6.  Existe desfasaje entre las señales. Anote el valor :

= ........................ Grados

7.  Varíe la frecuencia del generador:

- Primero incrementándola hasta que la amplitud de la señal de salida disminuya a un valor igual al 70.7%

del valor obtenido en el paso 4.

V salida = ...............................

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70.7% V salida =...............................

 A que frecuencia se obtiene este valor de amplitud.?

Fcorte superior = ............................

- Ahora decremente la frecuencia hasta que la amplitud de la señal de salida disminuya a un valor igual al

70.7% del valor obtenido en el paso 4.

V salida = ...............................

70.7% V salida =...............................

¿A qué frecuencia se obtiene este valor de amplitud?

Fcorte inferior = ............................

Calcule :

 Ancho de Banda ( BW ) = Fcorte superior – Fcorte inferior = ......................

Factor de selectividad ( Qo ) = Fcentral / ( BW ) = ....................

Calcule teóricamente la frecuencia central mediante la expresión:

Fcentral = Qo / ( 2.. R1.C . Av ) = ...............................

8.  La frecuencia central teórica y medida son iguales?.

............................................................................................................................. ...

............................................................................................................................. ..

9.   Ahora usando el mismo método usado para el filtro pasa altos y pasa bajos determine el valor de la

pendiente de caída superior e inferior en dB/Dec.

Pendiente Superior = ............................. dB/Dec.

Pendiente Inferior = ............................. dB/Dec.

CUARTA PARTE : Observaciones y conclusiones

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Modelo de Informe

Carátula

Deberá contener lo siguiente:1.  Nombre del laboratorio2.  Nombres de los integrantes3.  Sección a la que pertenecen4.  Fecha de realización5.  Fecha de presentación

Fundamento Teórico

Deberá ser conciso y redactado con lenguaje propio. Estará basado en las lecturas recomendadas ocualquier otra información relacionada con el tema.

Resultados del Laboratorio

PRIMERA PARTE: Filtro Pasa Bajos

  Determine la ganancia del filtro.

  Determine el ancho de banda del filtro.

  Determine la pendiente de caída del filtro.

  Compare los valores teóricos con los encontrados en el laboratorio.

SEGUNDA PARTE: Filtro Pasa Altos

  Determine la ganancia del filtro.

  Determine la pendiente de caída del filtro.

  Compare los valores teóricos con los encontrados en el laboratorio.

TERCERA PARTE: Filtro Pasa Banda

  Determine la ganancia del filtro.

  Determine el ancho de banda del filtro.

 

Determine las pendientes de caída del filtro.

  Compare los valores teóricos con los encontrados en el laboratorio.

CUARTA PARTE : Observaciones y conclusiones

Aplicación de lo aprendido – 5 puntosSe pide diseñar un filtro pasabanda con las siguientes características:a)  De cuarto orden.b)  Ganancia de 5c)  Frecuencia central de 1 Khzd)

 

Factor de calidad de 10.Para eso investiguen los diferentes filtros activos, sus por y sus contras.

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Observaciones Generales

1.  La presentación del informe se realiza por correo electrónico a más tardar el día antes del siguientelaboratorio.n.

2. 

Se tomará en cuenta las reglas de ortografía en la redacción del informe.