Los filtros que se proponen, son 3 pasa bandas ( 50- 70 Mhz, 70-90 Mhz y 90- 108 Mhz) , con una atenuación promedio de 50 dB para el primer armónico de la banda, y una atenuación máxima para la banda de paso de 0.7 dB ubicada en los “bordes”. Los esquemas, realizados con Pspice, se presentan a continuación.
Filtro pasa bandas (50 – 70 Mhz)
Figura 1: Esquema filtro pasa bandas 50-70 Mhz
Filtro pasa bandas (70 – 90 Mhz)
Figura 2: Esquema filtro pasa bandas 70-90 Mhz
Filtro pasa bandas (90 -108 Mhz)
Figura 3: Esquema filtro pasa bandas 90-108 Mhz
Para la construcción de cada filtro, se propone comprar en el mercado los capacitares necesarios, los que se presentaran mas adelante, en aproximaciones reales a los valores ideales obtenidos y mostrados en los esquemas anteriores; mientras que las
Tabla 3: Filtro 90-108 ideal
Los valores ideales de las capacitancias y las cantidades de capacitores, son como siguen: filtro 50 70 capacidad cantidad 47,258 2 172,576 2 11,672 2 276,791 1
Tabla 1: Filtro 50-70 ideal
filtro 70 90 capacidad cantidad 25,704 2 172,576 2 6,348 2 276,791 1
Tabla 2: Filtro 70-90 ideal
Los valores reales que se proponen, la cantidad de capacitores por capacidad y la cantidad total de capacitares, son los siguientes:
filtro 50 70
capacidad Capacitores /cap cantidad total
47,275 9 2 18
172,55 6 2 12
12,675 6 2 12
277,733 5 1 5
Tabla 4: Filtro 50-70 real
filtro 70 90
capacidad Capacitores /cap cantidad total
27,733 4 2 8
172,55 6 2 12
6,3375 9 2 18
277,733 5 1 5
Tabla 5: Filtro 70-90 real
filtro 90 108 capacidad cantidad 15,325 2 189,012 2 3,785 2 303,152 1
filtro 90 108
capacidad Capacitores /cap cantidad total
15,3375 11 2 22
189 2 2 4
3,775 10 2 20
303,157142 16 1 16
Tabla 6: Filtro 90-108 real
filtro 50 70
capacidad Capacitancias/cap cantidad
47 1 2
172 2 2
12 2 2
277 2 1
Tabla 7: Filtro 50-70 real de capacidades enteras
Las cantidades de capacitores obtenidas para cada filtro, se basan en la cotización realizada en “Casa Royal” para el 26/11/2007, que se muestra a continuación:
Capacitores Capacitancias Precio [pF] Pesos chilenos a 100V CERAMICO 2,2 25 b 500V CERAMICO 2,7 25 c 500V CERAMICO 5 25 d 500V CERAMICO 6 20 e 500V CERAMICO 7 20 f 50V CERAMICO 22 15 g 500V CERAMICO 22 25 h 500V CERAMICO 27 25 i 500V CERAMICO 33 10 j 500V CERAMICO 39 10 k 50V CERAMICO 47 15 l 500V CERAMICO 47 25 m 100V CERAMICO 56 10 n 500V CERAMICO 82 20 ñ 500V CERAMICO 100 10 o 100V CERAMICO 120 20 p 100V CERAMICO 122 20 q 100V CERAMICO 150 25 r 100V CERAMICO 220 30 s 100V CERAMICO 270 25 t 100V CERAMICO 330 10 u 500V CERAMICO 470 10 v 100V CERAMICO 680 25 w 100V CERAMICO 820 25
Tabla 9: Configuraciones de capacitores reales para ensamblar capacitancias propuestas
Donde las configuraciones quedan dadas por la siguiente tabla:
filtro 50 70 capacidad 47 l 172 q+g 12 d+d 277 s+e filtro 70 90 capacidad 25,704 h+a**3 172,576 q+g+a**4 6,348 d+b**8 276,791 d+e+a**3 filtro 90 108 capacidad 15,325 c+c+c+b**8 189,012 q+j 3,785 (e++e)+a**8 303,152 s+i+a**14
Con la notación que sigue:
a+b: significa que la capacitancia a se suma en paralelo con la capacitancia b. a++b: significa que la capacitancia a se suma en serie con la capacitancia b. a*x: significa que la capacitancia a se suma x veces en paralelo con sigo misma. a**x: significa que la capacitancia a se suma x veces en serie con sigo misma.
(a++b)+c: significa que la capacitancia c se suma a la suma en serie de la capacitancia a con la capacitancia b (asociatividad).
El precio que se obtiene usando las configuraciones propuestas es: $1680 pesos chilenos (3.3 USD aprox.)
Los esquemas de los filtros fueron modelados en Pspice (se adjuntan los esquemáticos), obteniéndose los resultados que se muestran a continuación.
Figura 4: respuesta en frecuencia de filtro pasa bandas entre 50 y 70 Mhz
La salida es la curva en color calipso y la señal de entrada en burdeo.
Figura 5: respuesta en frecuencia de filtro pasa bandas entre 70 y 90 Mhz
Figura 6: respuesta en frecuencia de filtro pasa bandas entre 90 y 108 Mhz
La salida es la curva en color calipso y la señal de entrada en burdeo.
Las respuestas anteriores fueron revisadas para valores teóricos de los capacitares; para valores reales de capacitores, usando algunos comunes que se encuentran en el mercado, se obtuvo las siguientes respuestas:
Figura 7: Respuesta en frecuencia de filtro pasa bandas entre 50 y 70 Mhz para valores reales de capacitancias, representados en tabla Nº7.
Figura 8: Respuesta en frecuencia de filtro pasa bandas entre 70 y 90 Mhz para valores reales de capacitancias, representados en tabla Nº5.
Figura 9: Respuesta en frecuencia de filtro pasa bandas entre 90 y 108 Mhz para valores reales de capacitancias, representados en tabla Nº6.
Siendo estos los resultados próximos a los obtenidos utilizando valores ideales para las capacitancias. A pesar de la variaciones de voltajes a la entrada del filtro para las distintas frecuencias en la banda de paso, la potencia de salida en la misma, tiene comportamiento constante, esto es, a pesar de las pequeñas diferencias en las capacidades, el filtro no va a presentar perdidas de potencia en la banda de paso; el principal problema en la imprecisión de los valores de las capacidades, esta en la ubicación de la banda de paso, pues, dada la estructura de los filtros, el ancho de banda se mantendrá igual si se respeta la simetría de los valores de capacitancias e
inductancias. Respecto a la adaptación de impedancia del filtro a la entrada y la salida, esta no se ve alterada mayormente por los cambios de las capacidades.
Dado el comportamiento de cada filtro (respuesta en frecuencia que se muestra en las figuras Nº:4, 5 y 6), se propone utilizar los valores de las tablas
Nº:7, 5 y 6 para la construcción del filtro de 50-70, 70-90, 90-108 Mhz respectivamente (se especifica cada filtro en función de su banda de paso).
