UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA

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Abstract— In the next practices will design and measure the

frequency response of the bandpass filter and bandstop series.

analyze the results to compare with the calculated data and reach

conclucion so clear for the future design of practical filters.

Palabras clave: Filtro, osciloscopio, pasa-banda, rechaza-

banda, pasa-bajo, pasa-alto, filtros resonantes.

I. OBJETIVOS

En la siguiente práctica diseñaremos y mediremos la

respuesta en frecuencia de los filtros pasa-banda y

rechaza-banda en serie resonantes. Analizaremos los

resultados obtenidos para comparar con los datos

calculados y así llegar a conclusiones claras para el

futuro diseño de filtros prácticos. Dentro del marco

teórico se analizara el funcionamiento de los filtros

resonantes RLC y sus utilidades en el diseño de filtros de

banda estrecha.

II. FILTROS RESONANTES

Un circuito de resonancia está compuesto por una

resistencia un condensador y una bobina en el cual se

alimentan de corriente alterna. Hay dos tipos de circuitos

resonantes:

Uno es el circuito resonantes serie y el otro es el circuito

resonante paralelo.

Cuando a la entrada del circuito se le aplica una

frecuencia el circuito reaccionará de una forma distinta.

La reactancia de un condensador o de una bobina es el

valor óhmico que se opone al paso de electrones.

Cuando la frecuencia crece la reactancia de la bobina

aumenta, en tanto que al del condensador disminuye.

Pero hay una determinada frecuencia que la cual los

valores absolutos de ambas reactancias se igualan y a

este fenómeno se llama "Frecuencia de resonancia". Su

valor se deduce de esta manera:

XL = 2 * p * F * L XC = 1 = 2 * p * F * C

Para la frecuencia de resonancia:

F = 1 =2p L*C

El factor de calidad es algo más amplio, puede definirse

en el caso de una bobina, como la reacción:

Q = XLRL

Hay un concepto más que es el ancho de banda que es el

margen de frecuencias.

RLC Serie

La resonancia de un circuito RLC serie, ocurre cuando

las reactancias inductiva y capacitiva son iguales en

magnitud, pero se cancelan entre ellas porque están

desfasadas 180 grados. Esta reducción al mínimo que se

produce en el valor de la impedancia, es útil en

aplicaciones de sintonización. La nitidez del mínimo de

impedancia, depende del valor de R y se caracteriza

mediante el valor "Q" del circuito

Esquema de un circuito RLC serie.

FILTROS RESONANTES SERIE PASA-BANDA Y

RECHAZA BANDA

Laboratorio electrónica analógica.

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Variable

La variable es equivalente al producto del ciclo

completo en radianes (2 ) y la frecuencia (f).

Este efecto se logra ya que toda la energía potencial

almacenada en el capacitor (U=1/2(q^2/c)), producida

por el campo eléctrico en dicho elemento, se traspasa a

la bobina que luego ésta adquiere ésta energía y la

almacena. Es decir cumple con un sistema conservativo

de energía. Este circuito oscilador LC llamado

tandem(tanque) cumple,con L y C ideal, con la ley de la

conservación de la energía. Ver "Conservación de la

Energía"

Factor Q de un Circuito

Los circuitos series se usan para responder

selectivamente a señales de una frecuencia dada,

mientras discrimina contra las señales de frecuencias

diferentes. Decimos de un circuito que tiene mayor

selectividad cuando la selección del pico de la frecuencia

elegida, se produce dentro de una franja de frecuencias

más estrecha. El "factor de calidad" Q como se describe

más abajo, es una medida de esa selectividad y decimos

que un circuito tiene una "calidad alta", si su frecuencia

de resonancia se selecciona más estrechamente.

El factor de calidad Q se define por

Donde Δω es el ancho de la curva de potencia resonante

a la mitad de su valor máximo.

Puesto que ese ancho resulta ser Δω =R/L, el valor de Q

también se puede expresar como

El parámetro Q, se usa normalmente en electrónica, con

valores que oscilan en el rango de Q=10 a 100 en

aplicaciones de circuitos Filtro Pasa Bajos.

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III. CÁLCULOS Y SIMULACIONES

A. Pasa banda resonante serie

Esquema:

( )

Simulación:

B. Rechaza banda serie

Esquema:

Simulación:

IV. MEDICIONES

Filtro pasa banda resonante serie

f(Hz

) 3k 15k

25KH

z

30Kh

z

35KH

z 60K

300

K

Vip

p 2 2 2 2 2 2 2

Vsp

p 0.1 0.5 1.6 1.9 1,7 0,7 0,1

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4

φ(S)

1,5

E-

04

1,7E

-04

1,0E-

04

8,0E-

05

7,8E-

05

3,5E

-05

2,0E

-05

φ -

5,40

-

12,2

4

40 0 -50

-

63,0

0

-

72,0

0

α 0.01 0.00

7 0,68 0.99 0,75

0,06

5 0,01

Filtro rechaza banda resonante serie

f(Hz

) 1k 5k

8KH

z

10Kh

z

12KH

z 20K

100

K

Vip

p 2 2 2 2 2 2 2

Vsp

p 1.9 1.9 1.5 0.01 1.6 1.8 1.9

φ(S) 1,6E

-04

1,7E

-04

1,0E

-04

8,09

E-05

8,0E-

05

2,0E

-05

1,9E

-05

φ 5 15 45 0 -50

-

65,0

0

-

80,0

0

α 0.95 0.95 0,75 0.01 0,8 0,9 0,95

V. LISTA DE MATERIALES

1. Capacitores 10nf, 100nf

2. Inductores 0.01uH

3. Resistores 150omh, 800omh, 1komh, 1.5komh

4. Miltimetro

5. Osciloscopio

6. Generador de Funciones

7. Fuente VCC

VI. CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES

Los diseños de los filtros resonantes han correspondido

con una gran exactitud a los cálculos hechos. La

principal diferencia fue la asimetría del ancho de banda

respecto a la frecuencia central, esto se debe

especialmente a la configuración y el funcionamiento de

los componentes RLC y a su tolerancia. Cabe destacar

que las ventajas prácticas de estos filtros lo hacen

relevantes y sensibles de ser utilizados en muchas

circunstancias, como en filtros de audio, por ejemplo.

VII. REFERENCIAS

1. http://omarai.wordpress.com/conceptos-

teoricos/filtros-y-circuitos-

sintonizados/circuitos-resonantes/

2. http://www.electronicafacil.net/tutoriales/CIRC

UITOS-RESONANTES.php

3. http://hyperphysics.phy-

astr.gsu.edu/hbasees/electric/serres.html

4. http://www.sapiensman.com/electrotecnia/pro

blemas28.htm

5. http://iie.fing.edu.uy/ense/asign/sislin2/interac

tivo/principal/notas/pdf/Unidad6.pdf