¿Qué es un filtro?

A veces es deseable tener circuitos capaces de filtrar selectivamente una frecuencia o rango de frecuencias de una mezcla de diferentes frecuencias en un circuito. Un circuito diseñado para realizar esta selección de frecuencia se denomina circuito de filtro o simplemente un filtro .

Una necesidad común de circuitos de filtro es en los sistemas estéreo de alto rendimiento, donde ciertos rangos de frecuencias de audio deben amplificarse o suprimirse para obtener la mejor calidad de sonido y eficiencia energética.

Puede que esté familiarizado con los ecualizadores , que permiten ajustar las amplitudes de varios rangos de frecuencia para adaptarse al gusto del oyente y las propiedades acústicas del área de escucha.

También puede estar familiarizado con las redes cruzadas , que bloquean ciertos rangos de frecuencias para que no lleguen a los altavoces.

Un tweeter (altavoz de alta frecuencia) es ineficaz para reproducir señales de baja frecuencia como ritmos de batería, por lo que se conecta un circuito de cruce entre el tweeter y los terminales de salida del estéreo para bloquear las señales de baja frecuencia, pasando solo las señales de alta frecuencia al terminales de conexión del altavoz.

Esto proporciona una mejor eficiencia del sistema de audio y, por lo tanto, un mejor rendimiento. Tanto los ecualizadores como las redes de cruce son ejemplos de filtros, diseñados para lograr el filtrado de ciertas frecuencias.

Otra aplicación práctica de los circuitos de filtro es el "acondicionamiento" de formas de onda de voltaje no sinusoidal en circuitos de potencia.

Algunos dispositivos electrónicos son sensibles a la presencia de armónicos en el voltaje de la fuente de alimentación y, por lo tanto, requieren acondicionamiento de energía para su correcto funcionamiento.

Si un voltaje de onda sinusoidal distorsionada se comporta como una serie de formas de onda armónicas agregadas a la frecuencia fundamental, entonces debería ser posible construir un circuito de filtro que solo permita que pase la frecuencia de la forma de onda fundamental, bloqueando todos los armónicos (de frecuencia más alta).

Estudiaremos el diseño de varios circuitos de filtro elementales en esta lección. Para reducir la carga de matemáticas en el lector, haré un uso extensivo de SPICE como una herramienta de análisis, mostrando diagramas de Bode (amplitud versus frecuencia) para los diversos tipos de filtros.

Sin embargo, tenga en cuenta que estos circuitos se pueden analizar en varios puntos de frecuencia mediante análisis repetidos en serie y en paralelo, al igual que en el ejemplo anterior con dos fuentes (60 y 90 Hz), si el estudiante está dispuesto a invertir mucho tiempo cálculos del circuito de trabajo y reelaboración para cada frecuencia.

REVISAR:

• Un filtro es un circuito de CA que separa algunas frecuencias de otras dentro de señales de frecuencia mixta.
• ecualizadores de audio y redes cruzadas son dos aplicaciones bien conocidas de los circuitos de filtro.
• Un diagrama de Bode es un gráfico que representa la amplitud o fase de la forma de onda en un eje y la frecuencia en el otro.

HOJAS DE TRABAJO RELACIONADAS:

• Hoja de trabajo de filtros activos