¿Cómo describir la respuesta de frecuencia de los circuitos de filtro
circuitos de filtro (tales como filtros de paso bajo, filtros de paso alto, filtros de paso de banda y filtros de banda rechazan) forma al contenido de frecuencia de las señales, permitiendo sólo ciertas frecuencias pasen a través. Puede describir estos filtros basados en circuitos simples.
A encontrar la salida de estado estacionario sinusoidal del filtro mediante la evaluación de la función de transferencia T (s) en s = jω. La función de transferencia se refiere las señales de entrada / salida en el s-dominio y asume condiciones iniciales nulas. La frecuencia en radianes ω es una variable que representa la frecuencia de la entrada sinusoidal. Después de sustituir la s = jω dentro T (s), la función de transferencia se convierte en una relación de los números complejos T (jω).
Dado que la función T (jω) es un número complejo para todas las frecuencias, se puede determinar la ganancia |T (jω)| y la fase θ(jω). Aquí están las relaciones de ganancia y fase:
Puede presentar la ganancia y de fase en función de la frecuencia ω gráficamente, como se muestra en esta aproximación de un filtro típico. En una región de banda de paso, la función de ganancia tiene una ganancia casi constante para una gama de frecuencias. En la región de la banda de parada, la ganancia se reduce significativamente para una gama de frecuencias.
Para los filtros no ideales, una región de transición se produce entre regiones de banda de paso y la banda de parada adyacentes. La frecuencia de corte ωdo se produce dentro de la región de transición, de acuerdo con una definición prescrito. Una definición ampliamente utilizada dice que el cortar frecuencia se produce cuando la ganancia de banda de paso se reduce por un factor de 0.707 desde un valor máximo TMAX. La condición matemática para ωdo es, por lo tanto
En la frecuencia de corte, la potencia de salida se ha reducido a la mitad de su valor máximo de banda de paso. Aquí, la banda de paso incluye aquellas frecuencias en las que la potencia relativa es mayor que el punto de potencia mitad (0.707 del valor máximo de la función de transferencia). Las frecuencias que son menos que la caída de medio punto en el poder banda de detención.
Filtro de paso bajo
El filtro de paso bajo tiene una respuesta de ganancia con una gama de frecuencias de la frecuencia cero (DC) a ωdo. Cualquier entrada que tiene una frecuencia por debajo de la frecuencia de corte ωdo consigue un pase, y cualquier cosa por encima de ella se atenúa o se rechaza. La ganancia se aproxima a cero como frecuencia aumenta hasta el infinito.
La señal de entrada del filtro mostrado aquí tiene amplitudes iguales a frecuencias ω1 y ω2. Después de pasar a través del filtro de paso bajo, la amplitud de salida en ω1 no se ve afectada, ya que está por debajo de la frecuencia de corte ωdo. Sin embargo, en ω2, la amplitud de la señal se reduce significativamente, ya que está por encima de ωdo.
Video: Analisis en frecuencia Pspice (filtro pasabajas)
Filtro de paso alto
El filtro de paso alto tiene una respuesta de ganancia con una gama de frecuencias de ωdo hasta el infinito. Cualquier entrada que tiene una frecuencia por debajo de la frecuencia de corte ωdo obtiene atenuado o rechazado. Cualquier cosa por encima ωdo pasa a través de no afectado.
La señal de entrada del filtro mostrado aquí tiene la misma amplitud en frecuencias ω1 y ω2. Después de pasar a través del filtro de paso alto, la amplitud de salida en ω1 se reduce significativamente, ya que está por debajo ωdo, y al ω2, la amplitud de la señal pasa a través de no afectado, ya que está por encima de ωdo.
filtros de paso de banda
El filtro de paso de banda tiene una respuesta de ganancia con una gama de frecuencias de ωdo1 a ωdo2. Cualquier entrada que tiene frecuencias entre ωdo1 y ωdo2 consigue un pase, y cualquier cosa fuera de este rango se atenúa o se rechaza.
Video: 25.1 Aspectos importantes en el Diagrama de Bode (Respuesta en Frecuencia)
La señal de entrada del filtro mostrado aquí tiene la misma amplitud en frecuencias ω1, ω2, y ω3. Después de pasar a través del filtro de paso de banda, las amplitudes de salida en ω1 y ω3 se reducen significativamente porque caen fuera de la gama de frecuencia deseada, mientras que la frecuencia a la ω2 está dentro del intervalo deseado, por lo que su amplitud de la señal pasa a través de no afectado.
Se puede pensar en el filtro de paso de banda como una serie o cascada conexión de un filtro de paso bajo con una frecuencia ωdo2 y un filtro de paso alto con una frecuencia ωdo1. La conexión en cascada de un filtro de paso bajo y el filtro de paso alto forma una de paso de banda del Filtro el orden de los filtros no importa.
Si vas a hacer un diseño rápido y sucio de un filtro de paso de banda basado en un filtro de paso bajo y un filtro de paso alto, asegúrese de seleccionar las frecuencias de corte recto. Por ejemplo, si se le da el filtro de paso bajo con una frecuencia de corte inferior de ωdo1 y el filtro de paso alto una frecuencia de corte superior de ωdo2, obtendrá una muy pequeña señal a la salida, o un filtro de paso no - todo lo que es rechazado.
Band-rechazar filtros de eliminación de banda ()
filtro, o un filtro de supresión de banda La banda de rechazo, tiene una respuesta de ganancia con un rango de frecuencia de cero a ωdo1 y de ωdo2 hasta el infinito. Cualquier entrada que tiene frecuencias entre ωdo1 y ωdo2 se atenúa significativamente, y cualquier cosa fuera de este rango consigue un pase.
La señal de entrada del filtro mostrado aquí tiene la misma amplitud en frecuencias ω1, ω2, y ω3. Después de pasar por el filtro de banda de rechazo, la amplitud de salida en ω1 y ω3 no se ve afectada porque esas frecuencias caen fuera de la gama de ωdo1 a ωdo2. Pero en ω2, la amplitud de la señal se atenúa porque cae dentro de este rango.
Se puede pensar en el filtro de paso de banda como una conexión en paralelo de un filtro de paso bajo con frecuencia de corte ωdo1 y un filtro de paso alto con frecuencia de corte ωdo2.con sus salidas se suman. El diagrama inferior muestra la conexión en paralelo de un filtro de paso bajo y el filtro de paso alto para formar un filtro de banda de rechazo.
Video: Caja Seleccion De Filtros o Capacitores Para Tweeter
Asegúrese de seleccionar las frecuencias de corte recto cuando se hace un diseño rápido y sucio de un filtro de banda de rechazo basado en un filtro de paso bajo y un filtro de paso alto conectados en paralelo. Se muestra aquí, si se le da el filtro de paso bajo con una frecuencia de corte inferior de ωdo2 y el filtro de paso alto una frecuencia de corte superior de ωdo1, que tendrá señales de todas las frecuencias que pasan a través del filtro - no es bueno para un filtro de banda de rechazo.
Lo que va a diseñar en cambio, es un filtro pasa-todo. Es como usar un filtro de café con un agujero grande, grasa en ella - todo lo que pasa a través, incluyendo el café molido.