UNEFA LABORATORIO DE REDES ELÉCTRICAS IIPractica N°8: Filtros Pasivos

PRACTICA N°8: FILTROS PASIVOS.

OBJETIVOS.

Ud. al finalizar la práctica podrá:

a. Determinar la frecuencia de corte de un filtro pasivo a partir de los valores medidos.

b. Determinar experimentalmente el diagrama de bode de los filtros pasivos pasa bajo, pasa alto y pasa banda

MARCO TEÓRICO.

Los Filtros.

Desde el punto de vista sistémico, un filtro eléctrico es un sistema que modifica una señal de entrada y la transforma en una señal de salida distinta (habiendo dejado pasar selectivamente sólo aquellos componentes especificados de la señal original) [5].

Además, se puede decir que son aquellos circuitos formados por cualquier combinación de los elementos pasivos (R, L y C) y/o activos (transistores o amplificadores operacionales) diseñados para seleccionar o rechazar una banda de frecuencia.

En los sistemas de comunicaciones, se emplean filtros para permitir el paso de las frecuencias que contienen la información deseada y rechazar las restantes.

Los filtros se emplean para eliminar frecuencias no deseadas, comúnmente conocidas como ruido, debido a las características no lineales de algunos dispositivos electrónicos o señales captadas del medio circundante. En general existen dos clasificaciones de filtros:

1. Los Filtros Pasivos: son aquellos formados por combinaciones serie o paralelo de elementos R, L y C.

2. Los Filtros Activos: son aquellos que emplean dispositivos activos, por ejemplo los transistores o los amplificadores operacionales, junto con elementos R, L y C. [4]

Filtro Ideal [5]

Se define como aquel cuya fase varía linealmente en función de la frecuencia y su amplitud permanece constante para un determinado rango de frecuencias restantes (sin distorsión), que constituyen su banda de paso, eliminando (filtrando) completamente las frecuencias restantes que constituye su banda de paro o de rechazo.

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Dependiendo de la posición, número y distribución de estas bandas, se pueden tener varios tipos de filtros.

Figura N°1 a) Filtros Pasa Bajas, b) Pasa Altas, c) Pasa Bandas, d) Rechaza Bandas, e) y f) Pasa todo.

Filtros pasa bajas: son aquellos que solo permiten el paso de las bajas frecuencias, desde el DC hasta una frecuencia de corte fc y eliminan todas las frecuencias mayores a ésta (Figura N°1 a)).

Filtros pasa altas: impiden el paso de las bajas frecuencias, desde el DC hasta una frecuencia de corte fc y permiten el paso de todas frecuencias mayores a ésta (Figura N°1 b)).

Filtros pasa bandas: solo permiten el paso de un limitado rango de frecuencias comprendidas entre dos frecuencias: fci y fcs (de corte inferior y superior, respectivamente), e impiden el paso de las frecuencias restantes (Figura N°1 c)).

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Filtros rechaza bandas: impiden el paso de un rango de frecuencias comprendidas entre dos frecuencias de corte (inferior y superior), y permiten pasar las demás frecuencias (Figura N°1 d)).

Filtros pasa todo: son aquellos cuya amplitud es constante en una banda de interés BO, con una variación lineal de su fase (misma que implica que su retraso de un grupo debe ser constante) (Figuras N°1 e) y 1 f)).

EQUIPO

A continuación se presenta la lista de equipos necesarios para la ejecución de la práctica.

Módulo PUZ-2000 Plaqueta de circuito impreso EB-98 Osciloscopio de doble trazo Generador de señales Multímetro Cable telefónico Resistencia de 2200Ω Capacitor de 0,015μFad

PRELABORATORIO

Realice teóricamente el diagrama de Bode de magnitud y fase de cada uno de los circuitos a montar en el laboratorio. Identifique las frecuencias de corte y la fase.

PROCEDIMIENTO

Filtros Pasivos

a) Deslice la plaqueta impresa EB-98 en las guías, hasta conectarla al PUZ-2000. b) Conecte el siguiente circuito

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c) Fije el generador de funciones para obtener una salida de 4 VRMS. d) Con el valor de la frecuencia de corte calculado en el pre laboratorio establezca 10

valores de frecuencia por debajo y 10 por encima de la misma. Una vez seleccionado estos valores, mida la tensión en C (con el canal 2 del osciloscopio) y tome nota de los valores obtenidos. Para cada frecuencia verifique la ganancia de voltaje en decibeles (tomando nota del valor del voltaje inicial y del voltaje de salida), aplicando la siguiente formula

dBV=20 log10V 0

V i

NOTA: de ser necesario ajuste el valor de la misma para mantener los 4 VRMS.e) Verifique el desfasaje entre el voltaje de salida y el de entrada.

N° F(Hz) dB ΔV0-Vi

123456789

10FC

11121314151617181920

f) Instale el siguiente circuito.

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g) Repita los pasos de c) hasta e), con la diferencia que debe ajustar la frecuencia a los valores que se le indican en la siguiente tabla.

N° F(Hz) dB ΔV0-Vi

123456789

10FC

11121314151617181920

h) Con la información recabada en los experimentos, grafique el diagrama de Bode en magnitud y fase de cada uno de los circuitos. (Utilice papel semilogarítmico)

i) Compare los resultados teóricos con los experimentales.

Nota: Las Gráficas teóricas y experimentales deben estar en un mismo papel semilogaritmico.

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