Practica 8 Filtros Electricos

Filtros Eléctricos

Finalidad:

1- Aprender que hace un filtro real y que tan cerca esta su funcionamiento del de un filtro real.

Metas:

Al concluir la práctica, el alumno:

1- Conocerá las curvas de respuesta a la frecuencia de los cuatro tipos de filtros que existen. 2- Sabrá valorizar las curvas de respuestas de los filtros.

Lista De Experimentos:

1- Obtención de curvas de respuesta a la frecuencia de filtros: a) Paso Bajas.

b) Paso Altas. c) Paso Banda.

d) Supresor de Banda.

e) Filtros compuestos en cascada y en paralelo.

Lista De Equipo:

 Un generador de funciones.  Un osciloscopio.

 Analizador de espectros.  Cables para conexiones.  Diferentes filtros

Diagrama A Bloques

Cuestionario de la práctica

1.- ¿Qué se entiende por filtro eléctrico?

Es un elemento que discrimina una determinada frecuencia o gama de frecuencias de una señal eléctrica que pasa a través de él, pudiendo modificar tanto su amplitud como su fase.

2.- Haga una clasificación de los filtros atendiendo a:

Su función

Los componentes que lo forman

Su configuración

El orden del sistema asociado al filtro.

Filtros Pasa Baja.- Son aquellos que permiten el paso de señales de frecuencias cero hasta un cierto valor predeterminado que se denomina “frecuencia de corte superior” del filtro.

Entendiendo por frecuencia de corte, a aquella para la cual la atenuación que produce el filtro es de 3 db. Esto significa que en ese lugar la mitad de la potencia de entrada es eliminada.

Filtros Pasa Alto.- Son aquellos que permiten el paso de señales desde una frecuencia

denominada “frecuencia de corte inferior”, hasta una superior, que teóricamente en un filtro ideal se extiende hasta el infinito.

Filtros Pasa Banda.- Son aquellos que permiten el paso de señales cuyas frecuencias se encuentran comprendidas entre dos, denominadas “frecuencia de corte superior e inferior” respectivamente. Se puede construir un pasa banda o suprime banda, mediante la combinación de pasa baja y pasa alta.

Filtros Supresores de Banda.- Son aquellos que no permiten el paso de señales, cuyas

frecuencias se encuentren comprendidas entre otras dos, denominadas “frecuencias de corte superior e inferior”. Se puede construir un pasa banda o suprime banda, mediante la

combinación de pasa baja y pasa alta.

3.- Haga una lista de los instrumentos utilizados y explique su conexión que utilizo.

 Un generador de funciones.  Un analizador de espectros.  Un osciloscopio.

 Un multímetro.  Un filtro pasa bajas.  Un filtro pasa altas  Un filtro pasa bandas  Un supresor de bandas

4.- Variando la frecuencia siete octavas a partir de 100 Hz, tome lecturas que le permitan

conocer la respuesta a la frecuencia del filtro.

Paso Bajas

Frec

[Hz]

Vent

[V]

Vsal

[V]

G

100 2.26 1.83 80.973451₃ 200 2.26 1.725 76.327433₆ 400 2.26 1.665 73.672566₄ 800 2.25 1.488 66.133333₃ 1600 2.23 1.119 50.179372₂ 3200 2.22 0.709 31.936936₉ 6400 2.2 0.438 19.909090₉ 12800 2.2 0.23416 10.643636₄

Paso Altas

Frec

[Hz]

Vent

[V]

Vsal

[V]

G

100 2.26 0.02088 0.9238938₁ 200 2.26 0.04353 1.9261061₉ 400 2.26 0.0836 3.6991150₄ 800 2.26 0.1703 7.5353982₃ 1600 2.26 0.3233 14.305309₇ 3200 2.26 0.5708 25.256637₂ 6400 2.23 0.8749 39.233183₉ 12800 2.19 1.266 57.808219₂

Supresor

Frec

[Hz]

Vent

[V]

Vsal

[V]

G

100 2.25 0.00215₈ 0.0959111₁ 200 2.25 0.00517₉ 0.2301777₈ 400 2.25 0.00971₁ 0.4316 800 2.25 0.02052 0.912 1600 2.24 0.04104 1.8321428

6 3200 2.24 0.08961 4.0004464₃ 6400 2.22 0.1259 5.6711711₇ 12800 2.21 0.158 7.1493212₇

Paso Bandas

Frec

[Hz]

Vent

[V]

Vsal

[V]

G

100 2.26 0.0201₈ 0.8929203₅ 200 2.26 0.0321₅ 1.4225663₇ 400 2.26 0.0444₆ 1.9672566₄ 800 2.26 0.0458₃ 2.0278761₁ 1600 2.26 0.0454₉ 2.0128318₆ 3200 2.26 0.0393₃ 1.7402654₉ 6400 2.22 0.0400₁ 1.8022522₅ 12800 2.21 0.0383 1.7330316₇

5.- ¿Cuál es el criterio para determinar la(s) frecuencia(s) de corte de un filtro real?

Medimos el valor de la máxima amplitud, a este valor le calculamos el 70%, ese 70% trazamos una línea punteada en la curva, y donde veamos que se cruza con la curva, obtenemos el valor de la frecuencia o frecuencias de corte.

6.- Incluya en su trabajo las curvas de respuesta a la frecuencia que se obtuvieron

durante el desarrollo de la práctica, acotándolas con el tipo de escala que indique el

profesor y rotulándolas convenientemente. (Deben probarse por lo menos cuatro filtros).

0 5000 10000 15000 0 0.5 1 1.5 2 f(x) = - 0x + 1.55 R² = 0.79

Paso Bajas

Paso Bajas

Linear (Paso Bajas)

Frecuencia Amplitud 0 5000 10000 15000 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 f(x) = 0x + 0.1 R² = 0.95

Paso Altas

Paso Altas

Linear (Paso Altas)

Frecuencia Amplitud

0 5000 10000 15000 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 f(x) = 0x + 0.02 R² = 0.89

Supresor

Supresor Linear (Supresor) Frecuencia Amplitud 0 10000 20000 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 f(x) = 0x + 0.04 R² = 0.02

Paso Bandas

Paso Bandas

Linear (Paso Bandas)

Frecuencia Amplitud

7.- Sobre cada grafica determine aproximadamente la(s) frecuencia(s) de corte y trace

con línea punteada la curva de respuesta ideal. Sobre la misma hoja de la gráfica dibuje

el circuito eléctrico del filtro correspondiente.

0 5000 10000 15000 0 0.5 1 1.5 2 f(x) = - 0x + 1.55 R² = 0.79

Paso Bajas

Paso Bajas

Linear (Paso Bajas)

Frecuencia Amplitud 0 5000 10000 15000 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 f(x) = 0x + 0.1 R² = 0.95

Paso Altas

Paso Altas

Linear (Paso Altas)

Frecuencia Amplitud

0 5000 10000 15000 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 f(x) = 0x + 0.02 R² = 0.89

Supresor

Supresor Linear (Supresor) Frecuencia Amplitud 0 10000 20000 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 f(x) = 0x + 0.04 R² = 0.02

Paso Bandas

Paso Bandas

Linear (Paso Bandas)

Frecuencia Amplitud

8.- Explique cómo se calcula el ancho de banda de paso de una gráfica de respuesta a la

frecuencia y como se obtiene el factor de calidad de un filtro pasa-banda.

Para obtener el ancho de banda utilizamos esta fórmula.

Bω=

(

f

c 2

−

f

c1)

Para calcular el factor de calidad.

Q=

_f

f

0

2

−

f

1

9.- Determine el ancho de banda y el factor de calidad de los filtros paso-banda que se

probaron. Anote estos valores en la gráfica correspondiente.

Bω=

(

f

_{c 2}

−

f

c1)

=(12800−200)=12400

Q=

f

0

f

2

−

f

1

=

800

10.- Anote sus comentarios a la práctica y posibles mejoras a esta.

En esta práctica se cumplieron los objetivos, logramos comprender el funcionamiento de un filtro real, y vimos que tanto se asemeja a un filtro ideal. Obtuvimos las curvas de respuesta a la frecuencia en 4 diferentes filtros y aprendimos a darles una lectura correcta. Como única sugerencia, así como en las practicas anteriores, creo q seria optimo, darle un mantenimiento, reparación y a su vez calibración a los distintos aparatos del laboratorio.