Filtro HPF Activo

Published On Jan-08-2018

Transcripción

Diseñemos ahora un filtro HPF activo. El procedimiento por seguir es muy similar al empleado para el diseño de un filtro HPF pasivo. En primer lugar, tomaremos un filtro pasa-bajos como punto de partida. Luego, transformaremos el circuito del filtro LPF, en un filtro HPF. Finalmente, aplicamos la escala correspondiente, según la impedancia y la frecuencia.

Consideremos el siguiente ejemplo. Deseamos diseñar un filtro pasa-altos con una frecuencia cutoff de 100Hz y una atenuación de, aproximadamente, -40dB, en 40Hz. En primer lugar, observamos que el steepness factor del filtro es de 2.5. Por lo tanto, la frecuencia stop-band es de 2.5, en el gráfico normalizado.

Figura 8.8. Diagrama de atenuación del HPF

Figura 8.9. Normalización y conversión a un filtro LPF activo

Ahora, debemos determinar el orden del filtro que necesitamos. Al referirnos a las curvas de atenuación correspondientes, observamos que la curva de n=5 brinda una atenuación de, aproximadamente, -40dB, en la frecuencia stop-band de 2.5 radianes por segundo. Por lo tanto, necesitamos utilizar un filtro de quinto orden.

Al igual que en el caso del filtro LPF, combinaremos una sección de tres polos con una de dos polos, obteniendo el circuito normalizado que se muestra en el diagrama. Nótese que es exactamente igual al circuito normalizado que obtuvimos anteriormente.

Figura 8.10. Circuito normalizado de un filtro LPF activo de quinto orden

Ahora, transformaremos el circuito normalizado del filtro LPF en un circuito normalizado de un filtro HPF. Para este fin, intercambiamos los capacitores por resistores y viceversa. La capacitancia de los capacitores equivaldrá al inverso de la magnitud del resistor y viceversa, tal como se indica. Nótese que todos los capacitores tendrán un valor normalizado de un 1F, debido a que todos los resistores tenían una magnitud normalizada de 1 ohm.

Figura 8.11. Cálculo de los valores de cada componente para convertir el LPF en un HPF

De esta manera, obtenemos el circuito normalizado para un filtro high-pass activo de quinto orden.

Figura 8.12. Circuito normalizado de un filtro HPF activo de quinto orden

En este punto, solo resta aplicar la escala correspondiente, según la impedancia y frecuencia, con el fin de encontrar los valores reales de cada componente en el circuito.

Figura 8.13. Determinación de los valores reales de los componentes

Al realizar los cálculos, obtendremos el circuito final de nuestro filtro high-pass Butterworth activo de quinto orden.

Figura 8.14. Circuito final del filtro HPF activo

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