amplificadores

Formato para Prácticas de Laboratorio

Laboratorio de Electrónica Analógica Página 1

Carrera Plan de Estudio Clave Asignatura Nombre de la Asignatura

Ingeniero Eléctrico 2016-1 11650 Electrónica Analógica

Práctica No. Laboratorio de: Electrónica Analógica Duración (Horas)

9 Nombre de la Práctica

Filtros activos 4

1.- Introducción

Los filtros activos se utilizan en casi todas las áreas de la electrónica. Tienen muchas ventajas comparados con los pasivos, tienen también limitaciones, sobre todo en frecuencia máxima de operación. Los procedimientos para calcular filtros activos no son demasiado complejos, incluso cuando los circuitos se ven complicados. Para predecir totalmente el comportamiento de un filtro activo deben calcularse también las sensibilidades. Los filtros activos Sallen y Key y los de retroalimentación múltiple son circuitos sencillo y confiables, pero no tan estables como los de variable de estado y los bicuadráticos, que son más complejos. Los filtros de segundo orden pueden conectarse en cascada (con filtros de primer orden para los de orden impar) para obtener otros de orden más alto.

2.- Objetivo (competencia)

Comprobar y analizar el funcionamiento de filtros activos pasa bajas, pasa altas y pasa bandas. .

3.- Fundamento

Un filtro es un circuito diseñado para pasar una banda de frecuencias especificada, mientras atenúa todas las señales fuera de esta banda. Los circuitos de filtrado pueden ser activos o pasivos. Los circuitos de filtrado pasivo contienen solo resistores, inductores o capacitores. Los filtros activos contienen transistores o amplificadores operacionales más resistores, capacitores o inductancias. A menudo los inductores no se utilizan debido a que son voluminosos, costosos y pueden tener componentes resistivos internos. Existen cuatro tipos de filtros: pasa bajas, pasa altas, pasa banda y rechaza banda. Un filtro pasa bajas, como el que se muestra en la figura 1, es un circuito que tiene



un voltaje de salida constante desde cc hasta una frecuencia de corte (fc). Conforme la frecuencia aumenta arriba de la fc, el voltaje de salida se atenúa. El alcance de las frecuencias que se transmiten se conoce como pasa banda. El alcance de las frecuencias que se atenúan se conoce como banda de paro. La fc, también se denomina: frecuencia 0.707, frecuencia a 3dB, o frecuencia de esquina. Un filtro pasa altas, como el de la figura 2, atenúa el voltaje de salida para todas las frecuencias abajo de la fc. Arriba de la fc, la magnitud del voltaje de salida es constante. Para un filtro pasa altas

o pasa bajas, la fc se evalúa mediante: 1 2 1 w f C C Ra C = =⋅⋅ π ⋅ Donde wC es la frecuencia de corte en radianes por segundo, fC es la frecuencia de corte en hertz, R está en ohms, y C está en faradios. Un filtro pasa bandas, como el de la figura 3, permite el paso de un rango de frecuencias definido entre una fc corte inferior y una fc superior. Donde la fc de corte inferior es definida por la frecuencia de corte de un filtro pasa altas. Mientras que la fc superior es definida por la frecuencia de corte de un filtro pasa bajas.



4.- Procedimiento (Descripción)

A Equipo Necesario Material de Apoyo

Un salón con mesas básicas: 1 Fuente de poder de corriente directa 1 Generador de funciones 1 DVM 1 Osciloscopio de dos canales

2 Resistencias de 33 KΩ 1 Puntas para el osciloscopio 1 cable banana-caimán 2 capacitores de 0.001 mF 1 Protoboard 2 LM741 Caimanes

B Desarrollo de la Práctica

Filtro pasa bajas

1. Calcular la frecuencia de corte para el circuito 1. 2. Simular el circuito en MULTISIM . 3. Con el generador de funciones de MULTISIM aplique una señal senoidal en la entrada

de 1 Vpp para cada una de las frecuencias indicadas en la tabla 1 y anote el valor de la señal de salida en la columna que corresponda al circuito simulado.



4. Determine la frecuencia de corte del circuito simulado, variando la frecuencia de la señal de voltaje de entrada, hasta que el voltaje de salida corresponda al 70.71% de la amplitud de la señal de entada.

5. Armar y comprobar el circuito de la figura 1. 6. Con el generador de funciones aplique una señal senoidal en la entrada de 1 Vpp

para cada una de las frecuencias indicadas en la tabla 1 y anote el valor de la señal de salida en la columna que corresponda al circuito armado.

7. Grafique la respuesta en frecuencia. Av vs F 8. Anote los resultados obtenidos de la frecuencia de corte para los tres casos: teoría,

simulado y práctico.

Frecuencia Vo (Circuito simulado) Vo (Circuito armado)

1 khz

3 khz

5 khz

10 khz

15 khz

20 khz

25 khz

30 khz

35 khz

40 khz

Tabla 1 Filtro pasa altas

1. Calcular la frecuencia de corte para el circuito 2. 2. Simular el circuito en MULTISIM . 3. Con el generador de funciones de MULTISIM aplique una señal senoidal en la entrada



5. Armar y comprobar el circuito de la figura 2.



6. Con el generador de funciones aplique una señal senoidal en la entrada de 1 Vpp para cada una de las frecuencias indicadas en la tabla 2 y anote el valor de la señal de salida en la columna que corresponda al circuito armado.

7. Grafique la respuesta en frecuencia. Av vs F 8. Anote los resultados obtenidos de la frecuencia de corte para los tres casos: teoría,

simulado y práctico.


1 khz

3 khz

5 khz

10 khz

15 khz

20 khz

25 khz

30 khz

35 khz

40 khz

Tabla 2 Filtro pasa bandas

1. Calcular la frecuencia de corte superior e inferior para el circuito 3. 2. Simular el circuito en MULTISIM. 3. Con el generador de funciones de MULTISIM aplique una señal senoidal en la entrada



5. Armar y comprobar el circuito de la figura 3. 6. Con el generador de funciones aplique una señal senoidal en la entrada de 1 Vpp

para cada una de las frecuencias indicadas en la tabla 3 y anote el valor de la señal de salida en la columna que corresponda al circuito armado.

7. Grafique la respuesta en frecuencia. Av vs F



8. Anote los resultados obtenidos de la frecuencia de corte para los tres casos: teoría, simulado y práctico.


1 khz

3 khz

5 khz

10 khz

15 khz

20 khz

25 khz

30 khz

35 khz

40 khz

Tabla 3

Cálculos y reporte

5.- Resultados y conclusiones

5.- Resultados y conclusiones

amplificadores

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