Práctica 3. Filtro pasabajas

Práctica 3: Filtro Pasa bajas

La tercer práctica ha consistido en hacer la conexión de un filtro pasabajos que cumpla con un par de características:

• Frecuencia de corte de 10KHz
• Ganancia de 10

El material utilizado para los circuitos son:

• Protoboard
• Amplificador operacional lm741
• Resistencias de 16KΩ y 160kΩ)
• Capacitor 102 (1nF)
• Cable
• Generador de Funciones
• Fuente de alimentación
• Osciloscopio

Para poder realizar las correctas conexiones y determinar los materiales, veremos la teoría correspondiente.

Teoría

Un filtro pasa bajas activo de primer orden es un circuito creado a partir de un Amplificador Operacional que tiene como finalidad aumentar una señal que cumpla con la condición de que su frecuencia sea menor a la frecuencia de corte establecida. 

Fig 3.1 Diagrama Filtro Pasa Bajas Activo de primer orden

El circuito mostrado es la representación esencial de un circuito pasa bajas activo de primer orden, del cual de manera simple y sin considerar la respuesta en frecuencia podemos obtener los parámetros deseados y así establecer los valores de nuestros componentes:

A = Rf/Rf1 

f = 1 / [Rf1 * C * 2pi]

Es importante considerar los valores de alimentación del amplificador operacional, para evitar que al momento de la amplificación se sature el opamp

Práctica

Establecimiento de los valores apartir de las condiciones solicitadas (A = 10 y f = 10KHz)

Se propone el  uso de un capacitor cerámico 102 (1nF)

f = 1 / [R1 * C * 2pi]     por lo tanto:

Rf1 = 1 / [f * C * 2pi] = 1 / [10000Hz * 1e-9 F * 2pi] = 15915.5 Ω = 16KΩ

A = Rf/Rf1 = 10      por lo tanto:

Rf = A * Rf1 = 10 (16000Ω) = 160KΩ

Finalmente el circuito queda así:

Fig 3.2 circuito final de conexión filtro Pasa Bajas.

Realizamos la conexión del circuito y ajustamos de manera inicial el generador de funciones a 10kHz de salida, y la ganancia que se obtuvo en ese momento estuvo entre 4 y 5. Pasados los 10kHz la señal de salida se cayó, lo cual representa una ganancia de 0.

Se encontró la ganancia calculada en el rango de los 5kHz, concluyendo así que en los filtros pasabajas la ganancia aumenta a medida que la frecuencia de la señal disminuye, por lo tanto, entre más se aproxime a 0 la frecuencia, la ganancia debe tender a infinito y al otro lado, la frecuencia de corte indica el momento en que la ganancia será cero, es decir, la frecuencia de corte establece el límite de frecuencia a la que puede estar nuestra señal de entrada.