Lab 4 (Luis Miguel Panta Vasquez )

LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS II

TEMA: FILTROS ACTIVOS Alumno: Luis miguel panta Vásquez Código: 2009200005

2013 UNTECS

UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLÓGICA DEL CONO SUR DE LIMA

LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS II 2013 UNTECS

PRÁCTICA DE LABORATORIO 4

TÍTULO

FILTROS ACTIVOS

Objetivo: 1.-Analizar los filtros activos

2.- Diseñar redes activas

FUNDAMENTO TEÓRICO:

La palabra filtro se refiere a la eliminación de porciones no deseadas del espectro de frecuencia.

Los tipos de filtros son:

1.-Pasa bajo, que permiten dejar pasar frecuencias hasta un límite deseado y atenúan las frecuencias por encima de este límite.

2.-Filtro pasa alta, son lo contrario a los filtros pasa bajo, ya que pasan las frecuencias por encima del límite deseado y atenúan las que se encuentran por debajo.

3.-Pasa banda, solo permiten el pasa de frecuencia en una banda particular y atenúan las frecuencias restantes.

4.-Filtro rechazo de banda, son lo contrario a los filtros pasa banda, ya que dejan pasar las frecuencias que se encuentran fuera de la banda particular y rechazan las frecuencias dentro de esta áre

En este laboratorio implementaremos estos filtros y el alumno diseñara un filtro clásico pasa banda


MATERIALES Y EQUIPOS:

1.- OPAM 741

2.- RESISTENCIAS SEGÚN LOS CIRCUITOS. DEL 1 AL 4

3.-CAPACITORES SEGÚN LOS CIRCUITOS DEL 1 AL 4

4.- Un generador de funciones

5.-1 PROTOBOARD

6.-1 MULTÍMETRO

7.- 1 OSCILOSCOPIO

8.- 2 fuentes de alimentación de 0 a 30 v

9.- CABLES TELEFÓNICOS

PROCEDIMIENTO:

1.- ARME EN PROTOBOARD EL CIRCUITO DE LA FIGURA 3.1

2.- Mida las tensiones correspondientes de V1 y V2 y complete la tabla.

3.- Anote todos los valores medidos.


Circuito 1: FILTRO ACTIVO 1

Fig 3.1


VALORES EN PROTEUS

f 100 Hz 200 Hz 300 Hz 500 Hz 1 Khz 2 Khz 5 Khz 10Khz 12khzV1(Vpp) 1 1 1 1 1 1 1 1 1

V2(V) 9.96 9.78 9.53 8.84 6.97 4.40 1.92 981m 818mGan(dB). 19.9 19.8 19.6 19.2 16.9 13 5.79 -144m -171m

VALORES MEDIDOS

f 100 Hz 200 Hz 300 Hz 500 Hz 1 Khz 2 Khz 5 Khz 10Khz 12khzV1(Vpp) 1 1 1 1 1 1 1 1 1

V2 9.91 9.82 9.6 8.99 7.12 5.45 2.56 1.51 985mGan. 19.8 19.62 19.18 17.96 14.24 11 5.12 3.02 1.97

Vpp en milivoltios

Grafica G vs f (usar escala logarítmica)


Indicar cual es la frecuencia de corte: fc =626k

La ganancia del circuito: 9.98

¿ Que tipo de filtro es? Pasa bajo (LPF)

CIRCUITO 2: FILTRO ACTIVO 2:

FIG 3.2

Completar la tabla, con los cálculos del circuito

f 100 Hz 200 Hz 300 Hz 500 Hz 1 Khz 2 Khz 5 Khz 10Khz 500KhzV1(Vpp(mv)) 200 200 200 200 200 200 200 200 200

V2(mv) 1998 1970 1922 1794 1412 892 404 199.8 122Gan. 9.99 9.85 9.61 8.97 7.06 4.46 2.02 0.9 0.61

VALORES MEDIDOS


f 100 Hz 200 Hz 300 Hz 500 Hz 1 Khz 2 Khz 5 Khz 10Khz 500KhzV1(Vpp) 200 200 200 200 200 200 200 200 200

V2 1880 1850 1810 1770 1542 911 463 215 130Gan. 9.4 9.25 9.05 8.85 7.71 4.55 2.315 1.07 0.65

Graficar Ganancia vs frecuencia

Indicar cual es la frecuencia de corte: fc =994.71hz

La ganancia del circuito:10

¿Que tipo de filtro es? Es un filtro pasa bajo de primer orden.


CIRCUITO 3 filtro activo

FIG 3.3

f 100 Hz 200 Hz 300 Hz 500 Hz 1 Khz 2 Khz 5 Khz 10Khz 12Khz

3

26

74 1 5

U2

UA741

R4

17.7k

R5

159k

U2(V-)

U2(V+)

C1(1)

U2(OP)

A

B

C

D

C1

1uF

R11.43k


V1(Vppmv) 200 200 200 200 200 200 200 200 200V2mv 1396 1790 1914 1996 2020 2020 2040 2040 2040Gan. 6.98 8.95 9.57 9.98 10.1 10.1 10.2 10.2 10..2

Vpp en milivoltios

VALORES MEDIDOS

f 100 Hz 200 Hz 300 Hz 500 Hz 1 Khz 2 Khz 5 Khz 10Khz 12KhzV1(Vpp) 200 200 200 200 200 200 200 200 200

V2 1299 1685 1947 1985 2014 2015 2100 2101 2101Gan. 6.495 8.425 9.735 9.925 10.07 10.07 10.5 10.5 10.5

Indicar cual es la frecuencia de corte: fc =109.76

La ganancia del circuito: 9.98

¿Que tipo de filtro es? Es un filtro pasa alto de 1ER orden.


CIRCUITO 4: FILTRO ACTIVO.

Fig3.4

f 100 Hz 200 Hz 300 Hz 500 Hz 1 Khz 2 Khz 5 Khz 10Khz 12 MhzV1(Vpp) 200 200 200 200 200 200 200 200 200

V2 200 200 202 202 142.6 45 8.7 3.54 1,1Gan. 1 1 1.01 1.01 0.713 0.225 0.043 0.0177 0.005

Indicar cual es la frecuencia de corte

FP= 1

2πR√C 1C 2; LUEGOTENEMOS QUE FC=941.1HZ

La ganancia del circuito a Frecuencias bajasAv=1.

¿Qué tipo de filtro es?

Es un filtro pasa bajo de segundo orden y ganancia unidad de SALLEN-KEY

Dibujamos gan vs f,.


5. Diseñar un filtro pasa bajo con frecuencia de corte de 2 kHz y ganancia en DC de 12.

HALLAMOS FC :

12=1+ RFRA

;Wc=2π∗2000= 1RC

;R=RF /¿RA ;

DONDEEscogemosc=001u F

R=7.95K

RA=8.67K

RF=95.4K


6.- Diseñar un filtro chebyshev o Butterworth pasa banda con las siguientes especificaciones:

-3db

-30 db

400Hz 8Khz

800Hz 4Khz

Resolución

ε 1=√100.1∗3−1=0.997=1 ; F P=4000HZ ; FS=8000HZ

ε 2=√100.1∗30−1=31.60 6

nB=log( ε2

ε1 )log( f Sf P )

=4.98=5

r=1kΩ,

C= FE= 12π∗f P∗r

=3.978∗10−8

reemplazando :

cn=FE∗CAn

latablade valores conn=5 parabutterwort :


CA=1,753 ;CB=1,354 ;CC=0,4214 ;Ca=3,235 ;Cb=0,3090

c 1=0.069 7uf ;c2=0.053 8uf ; c3=0.0167uf ; c1 =0.128 uf; c 2=0.0122uf

PASO 2

ε 1=0.997=1

ε 2=31.606 ;

nB=log( ε 2

ε 1 )log( fsfp )

; nB=4.98=5

USAREMOS ELVALOR DE c=0.01uf

R=FE= 12π∗f S∗c

=19 .89 4 k

reemplazando :

Rn=FE /R An

n=5

RA=1,753; R B=1,354 ;RC=0,4214 ; RA =3,235; RB =0.309

DONDE REEMPLAZAMOS :

R1=11 ,34K ; R2=14 .68K ; R3=47 .19K ; R1 =6.14K; R2 =64.36K


3

26

74 1 5

U1

UA741

3

26

74 1 5

U2

UA741

R1

1k

R2

1k

C10.128uF

C20.01229uF

R3

1k

R4

1k

R5

1k

C30.0538uF

C40.0167uF

C50.07uF

U1(V-)

U1(V+)

U2(V-)

U2(V+)

R1(1)

U2(OP)

3

26

74 1 5

U3

UA741

3

26

74 1 5

U4

UA741

C6

0.01uF

C7

0.01uF

C8

0.01uF

C9

0.01uF

C10

0.01uF

R611.34k

R714.68k

R847.19k

R96.14k

R1064.36k

U3(V-) U4(V-)

U4(V+)U3(V+)

C9(1)

U4(OP)

3

26

74 1 5

U1

UA741

3

26

74 1 5

U2

UA741

R1

1k

R2

1k

C10.128uF

C20.01229uF

R3

1k

R4

1k

R5

1k

C30.0538uF

C40.0167uF

C50.07uF

U1(V-)

U1(V+)

U2(V-)

U2(V+)

R1(1)

?

3

26

74 1 5

U3

UA741

3

26

74 1 5

U4

UA741

C6

0.01uF

C7

0.01uF

C8

0.01uF

C9

0.01uF

C10

0.01uF

R611.34k

R714.68k

R847.19k

R96.14k

R1064.36k

U3(V-) U4(V-)

U4(V+)U3(V+)

?

U4(OP)


CONCLUSIONES

Hemos comprobado como función este tipo de filtro, también observamos como a medida

que subíamos la frecuencia, la onda sinusoidal que se observa en el osciloscopio

disminuía de esa manera sabíamos que el filtro estaba funcionando y que nuestro circuito

estaba correcto, debemos tener cuidado en implementar los dispositivos correctos y en su

valores correspondientes.

Según la teoría un filtro pasa bajo solo deja pasar las frecuencia de cero hasta la frecuencia de corte dada, las frecuencias superiores a esta son rechazadas; ello esta verificado en esta práctica con los equipos adecuados y con unos resultados que nos satisfaces.

Los filtros de orden superior normalizado se construye con etapas de segundo y tercer orden conectadas en cascada. Cuando las etapas estas conectadas en cascadas, sumamos las ganancias en decibelios .

Se concluye que a mayor orden del filtro tenemos una mayor atenuación la banda de transición y rechazo.

También que al realizar el diseño con butterwort requerí de muchos componentes a comparación que si lo hubiera hecho con chebyshev.

Los filtros pasa bajo y alto pueden conectarse en cascada para obtener un filtro pasa banda y para un rechaza banda utilizamos el paralelo de los dos.

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