Practica 6 : Filtro Rechaza Bandas

Práctica 5: Filtro Rechaza bandas

La quinta práctica ha consistido en hacer la conexión de un filtro Rechaza bandas que cumpla con las características:

• Frecuencias de  operación  entre 10KHz y 20KHz
• Ganancia de 10

El material utilizado para los circuitos son:

• Protoboard
•  3 Amplificador operacional lm741
• Resistencias de (
• 8KΩ, 16KΩ  y 160kΩ)
•  2 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 Rechaza bandas activo de primer orden es un circuito que tiene como finalidad de permitirnos bloquear solo  una parte de la señal que se encuentre dentro de las frecuencias de corte requeridas, fuera de esto la ganacia de  la señal se  va al infinito,  básicamente es creado a partir de un Amplificador Operacional  como filtro pasa bajas y otro amplificador como  filtro basa altas, sumadas al final por otro opamp, creando así una region de operación entre los dos filtros.

Fig 5.1 Diagrama Filtro Rechaza Bandas

El circuito mostrado es la representación esencial de un circuito rechaza bandas activo de primer orden, del cual de manera simple,  es considerar la respuesta  de ambos filtros colocando  una frecuencia mayor  pasa altas , las respuestas en  frecuencia podemos obtener los parámetros deseados y así establecer los valores de nuestros componentes:

A1 = Rf/Rf1 

f1 = 1 / [Rf1 * C * 2pi]

A2 = Rf/Rf1 

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, w1 = 8KHz y w2=15KHz)

w0= raiz( w1*w2)

Filtro pasa altas

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

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

Rf1 = 1 / [f * C * 2pi] = 1 / [20000Hz * 1e-9 F * 2pi] = 15915.5 Ω = 8KΩ

A = Rf/Rf1 = 1      por lo tanto:

Rf = A * Rf1 = 1 (8000Ω) = 8KΩ

Filtro Pasa bajas

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

Para Rf calcularemos el valor de la ganancia, sin embargo como se ha analizado hasta ahora, este valor depende de la frecuencia de entrada.

A = Rf/Rf1 = 10      por lo tanto:

Rf = A * Rf1 = 10 (16000Ω) = 160KΩ

Sumador

R1=10K

R2=10K

Rf=10K

Rx=10K

V1= salidafiltro pasa altas

V2=salida filtro pasa bajas

Vo= V1(-RF/R1)+ V2(-RF/R2)

Vo=v1(-10K/10K)+.v2(-10K/10K)

Vo= 1(v1+v2)   --- Valor Medido Vo = 9.79v

Finalmente el circuito queda así:

                                                                  
                                                                              Fig 5.2 Ganancia maxima, fuera de la banda del filtro 43 KHZ

Fig 5.3 Ganancia cero del filtro 16 HZ, dentro del rango

                                    
                                                      

Fig 5.4 Circuito Armado en Protoboard

Realizamos la conexión del circuito y ajustamos de manera inicial el generador de funciones a 8kHz de salida, y la ganancia que se obtuvo en ese momento estuvo la señal de salida se era casi la calculada, al acercarnos mas al valor de frecuencia de corte la ganancia mas se caia hasta que a  la mitad del rango obtuvimos una ganancia de cero, aproximadamente a los 13khz, al seguir aumentando la ganancia aumento hasta que salimos de la segunda region de corte la ganacia aumento hasta que llego a ser la calculada.