Filtros Activos Elimina Banda - Una implementación práctica
-
Upload
matias-gabriel-krujoski -
Category
Engineering
-
view
288 -
download
4
description
Transcript of Filtros Activos Elimina Banda - Una implementación práctica
Filtros Activos Elimina Banda
Una implementación prácticaFacultad de Ingeniería – UNaM - Electrónica
Analógica
Hoff, Romina A.; Krujoski, Matías G.; Statkievicz, Elías J.
Oberá, 25 de Junio de 2014
Filtros Activos Elimina Banda
“Rechazan una banda específica de frecuencias y dejan pasar todas las demás”
Poseen todas las ventajas de los filtros activos, a saber:
• La incorporación de AO produce ganancia, esto impide que la señal sea atenuada a través del filtro.
• La alta impedancia de entrada del AO evita el efecto de carga sobre la fuente de señal.
• La baja impedancia de salida del AO impide que el filtro se vea afectado por la carga que posee.
• Son de fácil ajuste para un amplio rango de frecuencias
Aplicación Práctica
Dos diseños, similar funcionalidad:
Filtro 1: eliminar el ruido de la tensión de línea en un circuito de audio.
audio y los altavocesFuente
Red~
Reproductorde Audio
Aplicación Práctica
Dos diseños, similar funcionalidad:
Filtro 2: eliminar la frecuencia de resonancia entre un amplificador de audio y los altavoces
Reproductorde Audio
Diseño de los Filtros
Diseño por software: FilterPro Desktop, Texas Instruments®
Especificaciones de Diseño
Filtro 1:Ganancia estática Frecuencia central Ripple de banda Banda de paso Orden Estimador: Butterworth
Especificaciones de Diseño
Filtro 2:
Frecuencia inferior Ganancia estática Frecuencia central Ripple de banda Banda de paso Orden Estimador: Butterworth
Frecuencia superiorGanancia estática Frecuencia central Ripple de banda Banda de paso Orden Estimador: Butterworth
Resultados de diseño
Filtro 1: topología Multiple Feedback
Resultados de diseño
Filtro 1: topología Sallen-Key
Resultados de diseño
Filtro 2: topología Sallen-Key
𝑓 0=15𝐻𝑧 𝑓 0=35𝐻𝑧
Resultados de diseño
Filtro 2: topología Multiple Feedback
𝑓 0=15𝐻𝑧
𝑓 0=35𝐻𝑧
Diseño del circuito para ensayo
Esquema de operación propuesto
Filtro 1
Reproductorde Audio
Filtro 2
circuito
Diseño del circuito para ensayo
Filtro 1: ambas topologías
2
13
117
U1:A
RC4136
13
1412
U1:D
RC4136
VC
C-
VC
C+
R131K
R91.2k
R8
2.2k
R7
10k
R6
10k
R5
10k
R121.8k
R10
3.3k
R11
3.3k
R4
6.8k
R1
3.3kVin
R22.2k
R31K
JP9
JUMPER
JP8
JUMPER
JP5
JUMPER
JP4
JUMPER
JP2
JUMPER
JP3
JUMPER
Vin
JP7
JUMPER
JP1
JUMPER
JP6
JUMPER
JP10
JUMPERcascada
Vout
PP3PIN
C8
1u
C2
1u
C4
1u
C1
1u
C62u
C3
0.1u
C13
0.1u
Diseño del circuito para ensayo
Filtro 2: ambas topologías, MFb con Frecuencia central ajustable
5
64U1:B
RC4136
9
810
U1:C
RC4136
R261K
R221.8k
R21
2.2k
R20
10k
R19
10k
R18
10k
R253.9k
R23
8.2k
R24
8.2k
R17
33k
R14
18kVin
R15560
R161K
JP18
JUMPER
JP17
JUMPER
JP15
JUMPER
JP14
JUMPER
JP12
JUMPER
JP13
JUMPER
Vin
JP16
JUMPER
JP11
JUMPER
Vout
cascada
RV15K
C12
1u
C5
1u
C7
1u
C9
1u
C102u
Diseño del circuito para ensayo
Circuito terminado
Diseño del circuito para ensayo
Circuito terminado
Resultados experimentales
Filtro de ruido de 50 Hz
101
102
-30
-20
-10
0
10
f [Hz]
Mg
[dB
]
MFB
Sallen-Key
101
102
0
50
100
150
f [Hz]
Fas
e [g
rado
s]
MFB
Sallen-Key
Filtro 50 Hz
Resultados experimentales
Filtro de Subwoofer
101
102
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
f [Hz]
Mg
[dB
]
MFb wmin
MFb wmed
MFb wmax
Sallen-Key
101
102
0
50
100
150
200
f [Hz]
Fas
e [g
rado
s]
MFb wmin
MFb wmed
MFb wmax
Sallen-Key
Filtro Subwoofer
ConclusionesEn general, los filtros diseñados se desempeñan según las especificaciones; a pesar del faltante de capacitores no polarizados.
Resultó una experiencia muy enriquecedora la tarea de diseñar el conjunto de filtros configurables mediante un juego de jumpers.
Gracias a los resultados obtenidos, se determina que la topología Multiple Feedback presenta mayor versatilidad de calibración mediante elementos circuitales sencillos, como los presets. Sin embargo, cabe destacar la menor cantidad de componentes requeridos por la topología Sallen-Key.
Es menester resaltar que, todos los filtros ensayados ofrecieron una atenuación superior a la de diseño; considerando este aspecto muy satisfactorio.
En cuánto al software utilizado en el diseño de los filtros, se resalta su usabilidad y versatilidad; tomándolo así como herramienta referente para futuros trabajos.