Filtros LPF pasivos (Parte II)

Published On Jan-18-2018

Transcripción

El siguiente paso para el diseño de nuestro filtro LPF Butterworth es la determinación de la cantidad de polos requeridos. Para esto, debemos referirnos a un gráfico de atenuación en decibeles, contra frecuencia normalizada. Este tipo de gráficos, también denominados curvas de atenuación, se encuentran en las guías y manuales de los distintos filtros. Aquí, observamos el gráfico correspondiente a un filtro LPF Butterworth.

Figura 7.11. Curvas de atenuación para un LPF Butterworth

Debemos encontrar una curva que provea la atenuación deseada en la frecuencia stop-band. Para ello, hemos definido que deseamos una atenuación de -25dB, en la frecuencia normalizada de 3. Observamos que la curva para n=3 cumple con esta condición. Por lo tanto, nuestro circuito necesitará tres polos, es decir, tres secciones LC, lo cual significa que nuestro filtro será un filtro low-pass de tercer orden.

Ahora, debemos crear la red de nuestro circuito LC de tres polos. Cuando la impedancia de la fuente y del load son iguales, podemos usar tanto la configuración pi, como la configuración T. Generalmente, se suele preferir la primera, pues es necesario emplear menos inductores. Cuando la impedancia del load es mayor que la de la fuente, se suele emplear la configuración T. Cuando la impedancia del load es menor que la de la fuente, se suele utilizar la configuración pi.

En nuestro ejemplo, ambas impedancias son iguales, por lo que utilizaremos la configuración pi. En la tabla provista, observamos los valores de cada capacitor e inductor, en Farades y Henrios, respectivamente. También observamos la impedancia de la fuente, según el tipo de configuración, pi o T, así como el orden del circuito. Podemos encontrar las tablas de los filtros Chebyshev y Bessel en las guías y manuales de filtros.

Para la configuración pi, la segunda columna indica la resistencia de la fuente; la tercera, la capacitancia 1; la cuarta, la inductancia 2, y así sucesivamente. Para la configuración T, la segunda columna muestra el inverso de la impedancia de la fuente; la tercera, la inductancia 1; la cuarta, la capacitancia 2, y así sucesivamente.

Figura 7.12. Circuito normalizado LC de tres polos en configuración pi

Figura 7.13. Tabla de valores para filtros LPF Butterworth

Ahora bien, el circuito que observamos no es el final, sino el circuito normalizado. Los valores de la tabla consideran una impedancia de load de 1 ohm y frecuencias en radianes por segundo. Para obtener los valores reales de los componentes para otras impedancias de load y frecuencias, en Hertz, tendremos que ajustar los valores de cada componente.

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