Filtro Band-Pass Activo (ancho)

Published On Jan-08-2018

Transcripción

Consideremos, ahora, un filtro band-pass activo. Podemos distinguir entre los filtros band-pass wide-band y narrow-band o de banda ancha y banda angosta, respectivamente. Cuando el cociente de la división de la frecuencia cutoff superior, entre la inferior, da como resultado un número mayor a 1.5, decimos que el filtro band-pass es wide-band. Cuando el resultado es un número menor a 1.5, decimos que es un filtro narrow-band.

Consideremos el caso de un filtro band-pass wide-band. Para obtenerlo, simplemente debemos combinar los circuitos de un filtro LPF y un filtro HPF. Veamos un ejemplo. Supongamos que deseamos obtener un filtro, cuyas frecuencias dos y uno se ubiquen en 3kHz y 1kHz, respectivamente. Asimismo, deseamos que provean, al menos, una atenuación de -30dB, en las frecuencias stop-band de 10kHz y 300Hz.

Podemos verificar que se trata de un filtro wide-band, al realizar la división correspondiente. El cociente equivale a 3.

Figura 8.15. Verificación del tipo de filtro band-pass

El primer paso consiste en “separar” el filtro band-pass en un HPF y un LPF. El filtro HPF tendrá su frecuencia cutoff de 1kHz y su frecuencia stop-band de 300Hz. Por su parte, el filtro LPF tendrá una frecuencia cutoff de 3kHz y una frecuencia stop-band de 10kHz.

Figura 8.16. Diagrama de atenuación del filtro band-pass

Luego, debemos determinar el steepness factor de ambos filtros. En este caso, tanto el LPF como el HPF tienen un steepness factor de 3.33. Así, obtenemos que la frecuencia stop-band normalizada de ambos filtros es 3.33 radianes por segundo.

Figura 8.17. Normalización de los filtros

Ahora, nos referiremos a las curvas de atenuación de filtros Butterworth, con el fin de determinar el orden de los filtros que necesitamos. Observamos que ambos filtros deben ser de tercer orden, pues la curva de n=3 provee una atenuación mayor a -30dB, cuando la frecuencia es 3.3 radianes por segundo. Por lo tanto, tendremos que combinar dos secciones de tres polos.

Seguidamente, debemos referirnos a la tabla de valores de los componentes de filtros LPF activos Butterworth, para así obtener los valores normalizados de cada componente en el circuito. Nótese que, en el diagrama provisto, ya hemos invertido la segunda sección de tres polos, convirtiéndola, de un LPF a un HPF.

Figura 8.18. Circuito normalizado de un filtro band-pass activo de tercer orden

Finalmente, debemos aplicar la escala, según la impedancia y la frecuencia, de la misma manera que lo hicimos anteriormente con el filtro LPF activo. Al realizar los cálculos, obtendremos el circuito final de nuestro filtro band-pass wide-band Butterworth activo de tercer orden.

Figura 8.19. Circuito final del filtro band-pass activo (wide-band)

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