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Filtros Pasivos Y Activos: Quà Son Y CÃmo Funcionan
Los filtros son dispositivos que modifican una seÃal que pasa a travÃs de ellos, generalmente para seleccionar ciertas bandas de frecuencia y eliminar otras. Los filtros pueden clasificarse en pasivos y activos según empleen o no elementos que agregan energÃa a la seÃal, como amplificadores.
Los filtros pasivos se implementan con resistencias, capacitores e inductores. Estos filtros no tienen ganancia y pueden presentar pÃrdidas por la resistencia de los componentes. Los inductores son elementos voluminosos, pesados y costosos, por lo que los filtros pasivos son poco convenientes excepto en frecuencias altas.
Los filtros activos se implementan con resistencias, capacitores y amplificadores operacionales. Estos filtros pueden tener ganancia y ofrecen algunas ventajas como ser mÃs pequeÃos, mÃs baratos y mÃs fÃciles de diseÃar que los filtros pasivos. Los filtros activos pueden ser de primer orden o de segundo orden según el número de polos de su funciÃn de transferencia.
En este artÃculo se explican los conceptos bÃsicos de los filtros pasivos y activos, sus caracterÃsticas, sus tipos y sus aplicaciones. TambiÃn se proporcionan algunos ejemplos de circuitos y sus respuestas en frecuencia. Si quieres aprender mÃs sobre este tema, puedes descargar el siguiente documento en formato PDF:
Filtros activos y pasivos (Jefferson Ruiz)
Ejemplos de filtros pasivos y activos
Para ilustrar el funcionamiento de los filtros pasivos y activos, se presentan algunos ejemplos de circuitos y sus respuestas en frecuencia. Se asume que los amplificadores operacionales son ideales y que la fuente de alimentaciÃn es de Â15 V.
Filtro pasa bajas pasivo de primer orden
Este filtro està formado por una resistencia y un capacitor en serie. La salida se toma en paralelo al capacitor. El circuito tiene la siguiente forma:
La frecuencia de corte de este filtro se calcula con la fÃrmula:
fc = 1/(2ÏRC)
Si se elige R = 10 kÎ y C = 10 nF, la frecuencia de corte serÃ:
fc = 1/(2ÏÃ10Ã10Ã10) = 1.59 kHz
La respuesta en frecuencia de este filtro se muestra en la siguiente grÃfica:
Se observa que el filtro atenúa las frecuencias superiores a la frecuencia de corte y deja pasar las inferiores con una pÃrdida de 3 dB.
Filtro pasa bajas activo de primer orden
Este filtro està formado por una resistencia y un capacitor en serie, conectados a la entrada inversora de un amplificador operacional configurado como inversor. La salida se toma del terminal del amplificador operacional. El circuito tiene la siguiente forma:
La frecuencia de corte de este filtro se calcula con la misma fÃrmula que el filtro pasivo, pero la ganancia de banda de paso se calcula con la fÃrmula:
Av = -Rf/Ri
Si se elige Ri = 10 kÎ, C = 10 nF y Rf = 20 kÎ, la frecuencia de corte serÃ:
fc = 1/(2ÏÃ10Ã10Ã10) = 1.59 kHz
y la ganancia de banda de paso serÃ:
Av = -20/10 = -2
La respuesta en frecuencia de este filtro se muestra en la siguiente grÃfica:
Se observa que el filtro atenúa las frecuencias superiores a la frecuencia de corte y deja pasar las inferiores con una ganancia de -6 dB. aa16f39245