Principios de electrónica, 7ma Edición - Albero Malvino

Filtros activos 777
Cuando Q es menor que 1, el filtro presenta una respuesta de banda ancha. En este caso, un filtro paso banda
normalmente se construye conectando en cascada una etapa paso bajo con una etapa paso alto. Cuando Q es mayor
que 1, el filtro presenta una respuesta de banda estrecha y se utiliza una aproximación diferente.
Filtros de banda ancha
Supongamos que deseamos construir un filtro paso banda con una frecuencia de corte inferior de 300Hz y una frecuencia
de corte superior de 3,3 kHz. La frecuencia central del filtro es:
El ancho de banda es:
Q es:
f0 = f1f2 = ( 300 Hz )( 3, 3 kHz)
= 995Hz
BW f 2 f 1 3,3 kHz 300 Hz 3 kHz
f
Q 0 9 95 Hz
0,332
B W 3 kHz
Dado que Q es menor que 1, podemos utilizar etapas paso bajo y paso alto conectadas en cascada, como se
muestra en la Figura 21.38. El filtro paso alto tiene una frecuencia de corte de 300Hz y el filtro paso bajo tiene una
frecuencia de corte de 3,3 kHz. Si sumamos las dos respuestas en decibelios, obtenemos una respuesta paso banda
con frecuencias de corte en 300 Hz y 3,3 kHz.
Cuando Q es mayor que 1, las frecuencias de corte están mucho más próximas entre sí de lo que están en la Figura
21.38, por lo que la suma de las atenuaciones de la banda de paso es mayor que 3 dB a las frecuencias de corte.
Por tanto, utilizamos otra aproximación para los filtros de banda estrecha.
Filtros de banda estrecha
Si Q es mayor que 1, podemos utilizar el filtro con realimentación múltiple mostrado en la Figura 21.39. En primer
lugar, observe que la señal de entrada se aplica a la entrada inversora en lugar de a la entrada no inversora. En
segundo lugar, observe que dicho circuito tiene dos caminos de realimentación, uno a través de un condensador y
otro a través de una resistencia.
A bajas frecuencias, los condensadores se comportan como circuitos abiertos. Por tanto, la señal de entrada no
puede llegar al amplificador operacional y la salida es cero. A altas frecuencias, los condensadores se comportan
como cortocircuitos. En este caso, la ganancia de tensión es cero porque el condensador de realimentación tiene
una impedancia igual a cero. Entre las bajas y altas frecuencias, hay una banda de frecuencias en la que el circuito
se comporta como un amplificador inversor.
La ganancia de tensión en la frecuencia central está dada por:
A v R2
(21.32)
2R
1
que es prácticamente la misma que la ganancia de tensión de un amplificador inversor , excepto por el factor de 2
que aparece en el denominador. El factor Q del circuito queda determinado por la siguiente ecuación:
Figura 21.38
El filtro de banda ancha utiliza etapas paso bajo y paso alto conectadas en cascada.
v in
PASO ALTO
f c = 300 Hz
PASO BAJO
f c = 3,3 kHz
v out
0 dB
–3 dB
+ =
300 Hz
3,3 kHz 300 Hz 3,3 kHz