ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE CHIMBORAZO

ESCUELA SUPERIOR POLITCNICA DE CHIMBORAZO

FACULTAD: INFORMCTICA Y ELECTRNICAESCUELA DE INGENIERA ELECTRNICA TELECOMUNICACIONES Y REDESCARRERA: ELECTRNICA TELECOMUNICACIONES Y REDESGUA DE LABORATORIO DE COMUNICACIONES IPRCTICA No.2- Filtros de Segundo Orden: Pasa bajo.1. DATOS GENERALES:

NOMBRES:

CODIGOS:

Andrea Montesdeoca 576 Javier Sacan 397

Javier Barragan 303

Cristian Yagos 245GRUPO No.: 7FECHA DE REALIZACIN:

FECHA DE ENTREGA:

29/04/2015

05/05/20152. OBJETIVOS:

2.1.GENERAL

Analizar el comportamiento de los filtros pasa alto y pasa alto, al ingresar cualquier seal a su entrada con una respectiva frecuencia.2.2.ESPECFCOS

Seguir los pasos indicados por la gua de laboratorio, para conectar de manera correcta los circuitos.Observar el funcionamiento de los mdulos requeridos para esta prctica.

Anotar los resultados obtenidos y comparar los tericos con los prcticos.3. METODOLOGAPara la realizacin de esta prctica una vez conseguidos todos los equipos, con la parte terica comprendida, seguimos los pasos de la gua, y comparamos los resultados calculados con los generados.4. EQUIPOS Y MATERIALES:

Mdulo de Filtros Pasa:bajo.ConectoresOsciloscopio

Generador de Seales

Puntas Lgicas 5. MARCO TEORICO:

Los filtros, que existen en todas partes de los sistemas de comunicacin, estn diseados para pasar una banda determinada de frecuencias mientras que atena todas las seales fuera de esta banda.

Los filtros se suelen clasificar segn el rango de filtrado, la respuesta de frecuencia en la banda de paso, y el componente del circuito. Considerando la gama de filtracin, hay cuatro tipos de filtros: de paso bajo, paso alto, pasa banda y filtros de banda de rechazo. De acuerdo con la respuesta de frecuencia en la banda de paso, hay dos tipos: filtros de Butterworth y Chebyshev. Y segn el componente de circuito son filtros activos y pasivos.

Los filtros pasivos son los circuitos que contienen slo componentes pasivos (resistencias, inductores y condensadores) conectados de tal manera que pasarn ciertas frecuencias mientras rechaza otras. Los filtros activos, que son el nico tipo previsto en el presente captulo, emplean componentes activos (transistores o amplificadores operacionales), adems de las resistencias, inductores y capacitores. Los filtros activos son ampliamente utilizados en los sistemas de comunicacin modernos, porque tienen las siguientes ventajas:

1. Debido a que la funcin de transferencia con carcter inductivo se puede lograr mediante el diseo de circuito especial, las resistencias se pueden utilizar en lugar de los inductores.

2. La alta impedancia de entrada y baja impedancia de salida del amplificador operacional significa que el circuito de filtro es excelente en la caracterstica de aislamiento y adecuado para cascada.

3. Dado que los componentes activos proporcionan la amplificacin, por lo tanto, los filtros activos tienen ganancia.

En las siguientes secciones, nos centraremos en las caractersticas de los filtros de segundo orden de paso bajo y filtros activos de paso alto.

Filtros de segundo orden de paso bajo

Un filtro de paso bajo es un circuito electrnico que tiene una tensin de salida constante desde DC hasta una frecuencia de corte. Como la frecuencia aumenta por encima de la frecuencia de corte, se atena la tensin de salida. La frecuencia de corte, tambin llamada frecuencia de 0.707, la frecuencia de 3dB, o la frecuencia de esquina, es la frecuencia en la que la tensin de salida se reduce a 0.707 veces su valor banda de paso. Un circuito tpico activo filtro de paso bajo, que se muestra en la figura. 2-1, es comnmente llamado integrador de inversin o integrador Miller. Su funcin de transferencia puede ser expresada por:

Donde:

Fig 2-1 Integrador Miller

Fig 2-2 Diagrama de bloques de un filtro de paso bajo de segundo orden

De la ecuacin. (2-1), podemos encontrar que el circuito integrador Miller es un filtro de paso bajo de primer orden. Por lo tanto, un filtro de paso bajo de segundo orden se puede construir fcilmente conectando en cascada dos integradores de Miller con un amplificador inversor.

El diagrama de bloques de filtro de paso bajo de segundo orden, que se muestra en la figura. 2-2, est constituido por dos integradores Miller, un amplificador inversor de ganancia unidad y un sumador. Por lo tanto, la funcin de transferencia es

Esta es una forma general de filtro de paso bajo de segundo orden. Siguiendo este esquema de bloques, un filtro de paso bajo de segundo orden prctico se indica en la figura. 2-3. En este circuito, el amplificador operativo U1: A realiza la combinacin funcional del sumador y el primer integrador de Miller en la figura. 2-2. Si

C1=C2=C

R6=R5=R4

la funcin de transferencia ser

Comparando las Ecuaciones. (2-2) a (2-3), tenemos:

En el circuito de la figura. 2-3, los componentes R1, R2, R3, C1 y U1:A forman el integrador Miller con la funcin del sumador ponderado. El sumador se utiliza para aadir la seal de entrada a la seal de retroalimentacin de la U1:C de salida. La combinacin de R4, C2 y U1: B es el segundo integrador de Miller y la combinacin de R5, R6 y U1: C es un amplificador inversor de ganancia unitaria. Dado que este diseo de circuitos cumple con los criterios de Butterworth, la curva de respuesta en su banda de paso es plana y sin ondas.

Fig. 2-3 Circuito de filtro de paso bajo de segundo orden

6. PROCEDIMIENTO:

Experimento 2-1 de segundo orden filtro de paso bajo

1.Localice el circuito LPF de segundo orden en el Mdulo KL-93001. Inserte y conecte los enchufes en J1 y J2 para establecer C1 = C2 = 0.001uF.

2.Conecte una onda sinusoidal 100mVp-p, 10 Hz a la entrada (I/P). Utilizando el osciloscopio, observe la seal de salida y registre la amplitud de salida en la Tabla 2-1.

3.Observe y registre las amplitudes de salida de la Tabla 2-1 para las frecuencias de entrada de 100 Hz, 1 kHz, 2 KHz, 5 KHz, 8 KHz, 10 KHz, 20 KHz, 50 KHz y 100 KHz.

4.Calcule cada ganancia de voltaje para cada frecuencia de entrada y anota los resultados en la Tabla 2 - 1.

5.Utilizando los resultados de la Tabla 2-1, bosquejar el diagrama de Bode de la ganancia de tensin en la fig. 2-6.

6.Retire los tapones de conexin de J1 y J2 y luego insrtelos en J3 y J4 para establecer C3 = C4 = 0.01 pF.

7.Observar y registrar la amplitud de salida en la Tabla 2-2 para las frecuencias de entrada de 10 Hz, 100 Hz, 200 Hz, 500 Hz, 800 Hz, 1 KHz, 2 KHz, 5 KHz, 10 KHz y 100 KHz.

8.Calcule cada ganancia de voltaje para cada frecuencia de entrada y registre los resultados de la Tabla 2-2.

9.Utilizando los resultados de la Tabla 2-2bosquejar el diagrama de Bode de la ganancia de tensin en la fig. 2-77. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

El filtro pasa bajo rechaza seales que tenga frecuencias altas al contrario del filtro pasa alto que rechaza seales que tenga frecuencias bajas. Al cambiar de lugar los conectores en cada circuito cambian las frecuencias de corte.

8. BIBLIOGRAFA:

Sistemas de Comunicacin Digitales y Analgicos, 7ma Edicion Leon W. Couch.9. ANEXOSTabla 2-1

C1=C2=0.001uF

Frecuencia de entrada

(HZ)101002005008001k2k5k10k100k

Amplitud de salida

(mV)50050047547045040030020000

Ganancia

(dB)2.72.72.672.672.652.62.472.300

mV

101002005008001k2k5k10k100kdB

Tabla 2-2

C1=C2=0.01uF

Frecuencia de entrada

(HZ)101001k2k5k8k10k20k50k100k

Amplitud de salida

(mV)500450425400375300200100500

Ganancia

(dB)2.72.652.622.62.572.482.321.70

mV

101001k2k5k8k10k20k50k100kdB

Tabla 2-3

C1=C2=0.0047uF

Frecuencia de entrada

(HZ)101001k2k5k8k10k20k50k100k

Amplitud de salida

(mV)002050100200300450550600

Ganancia

(dB)001.31.6922.32.472.652.72.78

mV

101001k2k5k8k10k20k50k100kdB

Tabla 2-4

C1=C2=0.015uF

Frecuencia de entrada

(HZ)101002005008001k2k5k10k100k

Amplitud de salida

(mV)00150300450500525550575600

Ganancia

(dB)00

mV

101002005008001k2k5k10k100kdB