FSPI unidad 2-1_4B

7-10-2015

GRUPO: Cuarto “B” | P.I.F.S

4.-B FILTRO PASIVOS

MAYO-AGOSTO/2015.

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHE

Nombre de la Carrera

TSU en Mecatrónica

Título de la Unidad

FILTROS PASIVOS

Práctica I,II,III.

FILTROS PASA BAJA, PASA ALTA Y BANDA

Nombre de la Asignatura:

Sistemas Digitales

Nombre de Alumno:

HERNÁNDEZ RODRÍGUEZ JHONATAN ALEXANDER

FLORES SÁNCHEZ PABLO IVÁN

Grado y Grupo:

“4°-B”

Nombre del Docente:

Ing. Felipe Cabrera Armas

FECHA:

7-10-2015

MAYO-AGOSTO/2015.


INTRODUCCIÓN

Los filtros son circuitos realizados con componentes pasivos para trabajar con la frecuencia de la

señal. Podemos distinguir varios tipos de filtros: • Filtros pasa bajo. • Filtros pasa alto. • Filtros pasa

banda.

Filtros paso bajo Son los filtros que únicamente dejan pasar aquellas frecuencias que están por

debajo de una determinada frecuencia.

Para realizar este tipo de filtrado podemos utilizar resistencias, capacitor ceramico, o ambos al

mismo tiempo. Los filtros paso bajo se suelen utilizar como complemento para un equipo de audio,

para acentuar más los sonidos de frecuencias bajas; y también en aparatos como radios,

televisores, etc.

Los filtros son circuitos muy útiles en los equipos eléctricos, en nuestro diario vivir podemos

encontrarlos en los que son televisores, radios, bocinas, ecualizadores y aparatos que generen

sonido principalmente, en este documento se hablaran de tres tipos diferentes de filtros, cada uno

de ellos cumple una función diferente de vital importancia; el primero de ellos es el pasa baja, este

filtro nos permite pasar señales que estén por debajo de determinada frecuencia, utilizados en los

radios y televisores, el segundo de ellos es el pasa alta, se utiliza principalmente en cajas acústicas

para dejar pasar los sonidos agudos, el tercer y último está compuesto por los dos antes

mencionados, la función de este filtro compuesto es en los ecualizadores de audio, ya que estos

aparatos manejan señales mayores y menores para ajustar el audio de salida y mejor la calidad

del mismo; cada uno de estos filtros tiene en común un op-amp; un op-amp es un CI que en su

entrada su resistencia es muy elevada, esto nos deja poder manejar diferentes voltajes sin que el

circuito sufrir algún daño, su salida es contraria a su entrada, ya que no contiene una resistencia

notoria, es posible que sea casi nula.

En este documento se podrá notar cada uno de los filtros, los cálculos para realizarlos y sus

diagramas; es de vital importancia aprenderlos para usarlos en los circuitos que en el campo

laboral se requiera, así como reparar y/o modificar según sea la necesidad.

MAYO-AGOSTO/2015.


REDACCIÓN

Diseñar y construir un filtro pasa baja, un filtro pasa alta y banda .el profesor nos dio unos datos

para hacer el análisis y previamente armar el circuito; el análisis se elaboró en base a lo antes visto

en el salón de clases, lo primero que se debe de buscar es el tipo de capacitor con que se trabajara

para así poder obtener las resistencias con las ecuaciones relacionadas a estos componentes;

una vez escogido el capacitor se hacen los cálculos para tomar los valores de R, Rf Y Ra; una vez

teniendo todos estos datos y los otorgados por el docente se empieza el armado del circuito, para

saber si el circuito funciona de forma correcta se toman en cuenta tres elementos, uno, que se

obtenga el 100% del voltaje total, dos, que se obtiene al obtener el 70 % de la frecuencia, y la

tercera cuando se realiza su punto de corte.para alimentar el circuito se utiliza una fuente de voltaje

que tenga salida positiva y negativa, un generador de señales que se usa para suministrar la

frecuencia, y un osciloscopio que utilizamos para monitorear la entra y salida del circuito, así

comprobamos que los tres puntos anteriores se estén cumpliendo, para corroborarlos vemos

nuestro análisis, una vez que se está seguro del circuito se toman muestras que nos permitan

elaborar la gráfica del filtro y como trabaja.

Para el pasa alta se elaboró de la misma forma que el pasa baja, lo que cambia como se muestra

en el diagrama, la entrada de señal en el pasa alta es en el capacitor en lugar de la resistencia.

Para poder hacer el pasa banda que es el filtro final que une el pasa baja y el pasa alta, lo que

cambia en este es la ganancia, que tuvimos que repartirla de modo que al multiplicar, al hacer esto

nos cambian las resistencias antes obtenidas.

Los circuitos se elaboraron basados en los cálculos para hacerlos lo más idénticos posibles a la

teoría.

OBJETIVO.

Calcular las resistencias y capacitores necesarios para la elaboración de los filtros.

Diseñar y construir un filtro pasa baja y un filtro pasa alta.

Comprobar las ganancias y frecuencias de corte de los filtros.

MAYO-AGOSTO/2015.


MATERIALES

Materiales, Equipos y Herramientas:

Cantidad Descripción Especificaciones Técnicas 1 Fuente de Voltaje simétrica 1 Osciloscopio 1 Generador de Señales 2 Amplificador operacional LM741 1 Protoboard 1 Cable 2 Puntas de Osciloscopio 3 Cables de alimentación 2 Capacitor cerámico calculados 6 Resistencias calculadas

DIAGRMA DE CONEXIÓN OPAM LM741.

DIAGRMA CIRCUITO PASA BAJA.

Se muestra el diagrama de un

circuito pasa baja, el cual se

compone de un amplificador

operacional (LM741), resistencias

que serán calculadas y un

capacitor cerámico calculado.

MAYO-AGOSTO/2015.


DESARROLLO DE LA PRÁCTICA.

CIRCUITO FÍSICO

Los filtros pasa bajo se llama así porque solo dejan pasar la parte baja de la frecuencia. Están

representados por el siguiente circuito:

Calculos de las resistencias.


circuito en protoboard del filtro pasa

baja el cual está conformado por 3

resistencias y un capacitor cerámico

MAYO-AGOSTO/2015.


Tabla de valores observados en el osciloscopio.

MAYO-AGOSTO/2015.


Imágenes de la señal del circuito pasa baja.

DIAGRMA CIRCUITO PASA ALTA.


circuito pasa alta, el cual se

compone de un amplificador

operacional (LM741), resistencias

que serán calculadas y un

capacitor cerámico calculado

observar las diferencias.

MAYO-AGOSTO/2015.


CIRCUITO FÍSICO

Los filtros pasa alto son aquellos que solo deja pasar frecuencias superiores a un cierto valor

especifico. Están representados por el siguiente circuito:

.

Calculos de las resistencias.

Tabla de valores observados en

el osciloscopio.

Figura.- en la imagen se pueden

observar los valores de la ganancia,

la frecuencia de corte, frecuencia

máxima y los valores diferentes que

se observaron en el osciloscopio

MAYO-AGOSTO/2015.


Tabla de valores observados en

el osciloscopio y su graficá

MAYO-AGOSTO/2015.


CIRCUITO PASA BANDA.

Diagrama del circuito pasa banda.

CIRCUITO FÍSICO

Los filtros pasa banda son aquellos que permiten el paso de componentes frecuencia les contenidos

en un determinado rango de frecuencias, comprendido entre una frecuencia de corte inferior y otra

superior. Están representados por el siguiente circuito:

En el circuito pasa banda está compuesto por el primer circuito expuesto en este documento en el

circuito pasa baja determina el punto alto de la frecuencia mientras que con el filtro pasa baja

nosotros podemos determinar el punto en dondé la frecuencia caé hasta llegar al punto de corte.

En dondé el voltaje desciende a ún punto determinado que el voltaje es estable en este punto se

complementan el filtro pasa baja con el filtro pasa alta para generar una frecuencia máxima.

Después de un tiempo determinado el filtro pasa alta determina su punto de corte el cúal es

determiando por la resistencia que se encuentra en RA (en la resistencia que se encuentra en la

MAYO-AGOSTO/2015.


inversa de la entrada en el operacional) misma que esta puenteada con otra resistencia en la

corriente GND.

En la entrada (-) de una fuente simétrica está nuestro operacional alimentado en la parte positiva

de nuestra fuente de alimentación se encuentra nuestro positivo de nuestro operacional mismo que

tiene una entrada de frecuencia y de voltaje en la entrada del amplificador de pasa baja los resultado

los obtenemos en el filtro pasa alta el cual está siendo testeado por el osciloscopio en el canal 1 (el

con el generador de ganancia) y en el canal dos la salía de nuestro opam en filtro pasa alta.

Estos son los resultados obtenidos en las 3 prácticas mencionadas apriori.

MAYO-AGOSTO/2015.


Imágenes de la señal del circuito Pasa Banda.

MAYO-AGOSTO/2015.


CONCLUSIÓN

Como conclusion nosotros podemos adaptar estos cortes de frecuencia y voltaje para poder modular

las frecuencias y cuando hablamos de frecuencias estamos hablando de sistemas de audio y

tambien esto se puede aplicar en la programacion por que tengo programas que pueden trabajar

con la frecuencia de salida de mis bocinas y en referencia a los factores de voltaje y de ganancia

pueden modular su frecuencia y su voltaje para que el sonido se filtre (frecuencia) y podamos

obtener la voz sonoramente nitida como un ejemplo.

Conociendo que la musica se maneja en octvas de podemos generar filtros de voltaje con los cuales

se modulo el pulso de entrada y obtengamos un pulso de salida de manera que se generen filtros

pasa baja filtros pasa alta filtros pasa banda filtros pasa todo por ejemplo utilizando este mismo

sistema intercambiando la entrada en el filtro pasa alta pasar que posteriormente enviemos esta

frecuencia y voltaje al filtro pasa baja y obtengamos unos valores deferentes a los obtenidos en la

practica anterios .

Esta unidad abordado en el tema que trataba de filtros, su funcion es dejar pasar un cierto valor de

frecuencia, es un sistema diseñado para una caracteristica de transferencia deseada, para observar

y comprender se realizaron practicas de un filtro pasa baja, pasa alta y pasa banda.

Las frecuencias altas tienen un pequeño nivel de atenuación mientras que las bajas se atenúan

cada vez más. En el filtro pasa bajo las frecuencias bajas tienen un pequeño nivel de atenuación

mientras que las altas se atenúan cada vez más.

El filtro pasa banda deja pasar la frecuencia hasta un punto en donde el voltaje se mantiene y

posteriormente a una frecuencia determinada corta el voltaje esto se le conoce como frecuencia de

corté.

Recordaremos que la música está determinada por notas y silencios estos están determinados en

octavas a su vez esto en electrónica lo podemos determinar cómo frecuencia y de esta manera

partiendo de este punto podemos diseñar una variedad de filtros para filtrar y tener un sonido más

claro nítido (esto es lo que nosotros percibiríamos con el oído) sin embargo es el uso de estos filtros

en la acústica.

FSPI unidad 2-1_4B

Documents

Transcript of FSPI unidad 2-1_4B