Hay 2 frecuencias de corte para el filtro de paso de banda.
1. frecuencia de corte superior (f1): la frecuencia por debajo de la cual pasan todas las frecuencias
2. frecuencia de corte inferior (f2): se pasan todas las frecuencias por encima de esta frecuencia
A partir de estos f1 y f2 definiremos los siguientes parámetros que son parámetros de diseño para el filtro de paso de banda.
Fig.1: Captura de pantalla que enumera diferentes parámetros para el filtro de paso de banda
Basado en Q tenemos dos tipos de filtro de paso de banda.
1. Filtro de paso de banda ancha: con Q <10 tiene una respuesta amplia y plana en todo el rango de frecuencia. BW es más
2. Filtro de paso de banda estrecha: con Q>10 tiene una respuesta clara tipo campana. BW es mucho más pequeño.
Filtro de paso de banda ancha
En realidad, es una combinación de LPF y HPF como se muestra en la figura.
Fig. 2: Descripción general del filtro de paso de banda ancha
Aquí F2 > F1. Entonces tenemos que diseñar HPF con F1 y LPF con F2. Supongamos que queremos pasar la banda de frecuencia entre 2 KHz y 5 KHz. entonces F1 = 5000 Hz y F2 = 2000 Hz.
Diseñando la sección HPF
Paso 1: Asuma el valor requerido del capacitor. Debe ser inferior a 0,1 microfaradio. Esto es necesario para una mejor estabilidad de frecuencia. Supongamos que asumimos que el valor C es 10 nF (nano faradio)
Paso 2: calcula el valor de resistencia a partir de la ecuación
Fig. 3: Captura de pantalla de los cálculos necesarios para encontrar la resistencia HPF en el filtro de paso de banda ancha
Figura 4:
por lo tanto, nuestra suposición para el valor de capacitancia de 10 nF es buena (o está bien). En caso contrario, si el valor calculado de R es muy inferior a 1 KOhm, tendremos que asumir algún otro valor del condensador. Porque el valor R no debe ser inferior a 1 K Ohm.
Paso 3: elija la ganancia de banda de paso requerida. Supongamos que tomamos esto como 2. Luego formamos la ecuación
Af = 1 + (R2/R1)
2 = 1 + (R2/R1)
R2/R1 = 1
R2 = R1
Figura 5: Captura de pantalla de los cálculos necesarios para encontrar la resistencia HPF en el filtro de paso de banda ancha
Diseño de la sección LPF
Paso 4: Asuma el valor requerido del capacitor. Supongamos que asumimos el mismo valor C que 10 nF
Paso 5: Calcula el valor de resistencia a partir de la ecuación.
Figura 6: Captura de pantalla de los cálculos necesarios para encontrar la resistencia LPF en el filtro de paso de banda ancha
Este valor es un valor impar de la resistencia. Es posible que no esté disponible como cantidad fija. Entonces, ¿podemos usar un potenciómetro de 4,7 K? y ajústelo al valor deseado.
Paso 6: elija la ganancia de banda de paso requerida. Si consideramos esto como 2, entonces nuevamente
R2 = R1
Fig. 7: Captura de pantalla de los cálculos necesarios para encontrar la resistencia LPF en el filtro de paso de banda ancha
Se muestra el diseño final con los valores de los componentes. El amplificador operacional es un componente activo y requiere voltajes de polarización +ve y -ve. Puede probar el circuito aplicando la entrada a través del generador de señal y observando la salida en el DSO u osciloscopio, así como en el trazador de cabra, como se muestra en la figura.
Fig. 8: Diagrama de circuito del filtro de paso de banda ancha basado en IC LM741 OPAMP
Nota: – El diseño esquemático se prepara en el software NI multisim 11. El software está disponible de forma gratuita durante un período de prueba de 1 mes en el sitio web de NI. A continuación, todos los circuitos también se preparan en el software multisim 11.
Filtro de paso de banda estrecha
Paso 1: Para simplificar, supongamos C1 = C2 = C
Paso 2: seleccione la frecuencia central fc = 2 KHz, ganancia de banda de paso Af = 2 y Q = 10
Paso 3: suponga que el valor del condensador C es 100 nF
Paso 4: calcular el valor R1 de
Fig. 9: Captura de pantalla de los cálculos necesarios para encontrar la resistencia del filtro de paso de banda estrecho
El diseño final se muestra a continuación.
Fig. 10: Diagrama de circuito del filtro de paso de banda estrecha basado en IC LM741 OPAMP