SÍNTESIS DE FILTROS Autor: PEDRO QUINTANA MORALES Dto

Presentación del tema: "SÍNTESIS DE FILTROS Autor: PEDRO QUINTANA MORALES Dto"— Transcripción de la presentación:

1 SÍNTESIS DE FILTROS Autor: PEDRO QUINTANA MORALES Dto
SÍNTESIS DE FILTROS Autor: PEDRO QUINTANA MORALES Dto. Señales y Comunicaciones Universidad de Las Palmas de Gran canaria 2005

2 7. FILTROS ACTIVOS Introducción Amplificador Operacional
Células Básicas Sensibilidad Técnicas de Diseño

3 INTRODUCCIÓN Alternativa Tecnológica Elementos Activos por Bobinas
Capacidad de Integración Dispositivos Activos Conversor de Impedancia Negativo Conversor de Impedancia Generalizada Girador

4 INTRODUCCIÓN Amplificador Operacional Bajo Coste Buenas Prestaciones
Versatilidad Disponibilidad, Popularidad Realiza los Otros Elementos Activos + -

5 INTRODUCCIÓN Relación Frecuencia-Tecnología 1Hz 1KHz 1MHz 1GHz
Activos RC CC Activos Integrados Pasivos LC Guiados

6 AMPLIFICADOR OPERACIONAL
Características Fuente de tensión controlada por tensión 2 terminales de entrada, 1 de salida Ganacia en lazo abierto, A Vo = A (V2-V1 ) V+ V- k (V+ - V-)

7 AMPLIFICADOR OPERACIONAL
Parámetros Parámetro Ideal Real Ganancia A = ¥ A(f,T,Vi) < ¥ ZIN = ¥ < ¥ ZOUT = 0 > 0 Offset = 0 > 0

8 AMPLIFICADOR OPERACIONAL
Respuesta en Frecuencia Típica |A(jw) | A0 : Ganacia en DC wc : Pulsación de corte a 3 Db wt : Pulsación de ganacia unidad w wt wc a(w) Ao

9 AMPLIFICADOR OPERACIONAL
Amplificador Operacional mA741 A0 = 105 ft = 1 MHz

10 CÉLULAS BÁSICAS Configuraciones en Lazo Cerrado Inversora No Inversora
Integrador Inversor Ideal R2 R1 Vo Vi - + R2 R1 Vo Vi + - - + C R Vo Vi

11 CÉLULAS BÁSICAS Sumador Invesor Puesto a Tierra Ideal Sumador Ideal R
Vo V1 R2 - + Ri V2 Vi R Rn1 Vo Vn1 Rn2 Rni Vn2 Vni Rp1 Vp1 Rp2 Rpi Vp2 Vpi - +

12 CÉLULAS BÁSICAS FT de 1er orden Célula de 1er orden Paso Bajo
Paso Alto ¿Paso Banda? ¿Banda Eliminada? Y2 Y1 Vo Vi - +

13 CÉLULAS BÁSICAS FT de 2º orden PBj, 2=1=0; PAl, 1=0=0
PBd, 2=0=0; BE, 1=0 Célula PBajo, todo-polo, 2º orden y ganancia 1 C2 C1 Vo Vi - + 1

14 CÉLULAS BÁSICAS Célula todo-polo general de 2º orden,PBajo, PAlto ó Pbanda Célula polo-cero de 2º orden, PBajo, PAlto, PBanda ó BEliminada Y2 Y1 Vo Vi - + Y3 Y4 Y5 Q<10 Vo Vi - +

15 CÉLULAS BÁSICAS Sallen – Key AO Ideal de ganacia finita, k
Paso Bajo (R iguales, C iguales) Paso Banda (R iguales, C iguales) Q<50 r1 Vo Vi + - 1 C (k-1) r1 (k-1) r1 r1 Vo Vi 1 C + -

16 CÉLULAS BÁSICAS Célula PBajo, todo-polo, 3º orden y ganancia 1 C3 C1
Vo Vi 1 - + C2

17 SENSIBILIDAD Estabilidad de los Parámetros
Frente a la Variación de los Componentes Introducción de Dispositivos Activos Estudio Cuantitativo Parámetro F(s,x) , x: componente

18 TÉCNICAS DE DISEÑO Sustitución de bobinas Simulación de Bobinas
Conversor de Inmitancia Generalizada Directa Técnica de adaptación de coeficientes Variables de Estado

19 TÉCNICAS DE DISEÑO Simulación de Bobinas
Diseña el filtro pasivo LC y sustituye L Puesta a Tierra Flotante R C Vo Vi + - R2 R1 R C Vo Vi + - R2 R1

20 TÉCNICAS DE DISEÑO Conversor de Inmitancia Generalizada
Transforma filtro RLC en su equivalente Puerta 1 cargada con C Puerta 1 cargada con R Puerta 2 cargada con R Z2 Z1 V2 V1 Z3 Z4 - +

21 TÉCNICAS DE DISEÑO Cascada de Células Básicas
Factorización en Células de 1º, 2º ó 3º orden ¿Conexión, ZIN=¥ , ZOUT=0? ¿Régimen Dinámico? Ajustes prácticos, independientes por sección Disminuye la sensibilidad al emparejar raices

22 TÉCNICAS DE DISEÑO Variables de Estado
Simulación de H(s) con INT y SUM Salidas: PAlto, PBanda, PBajo Ganancia interior, Ganancia exterior, Ajuste sencillo e independiente k -1 -1/sT 1/Q Vi Vo

23 VARIABLES DE ESTADO Resonador KHN
Usa integradores (-) y sumador (±) no a tierra C R VPBj VPBd Vo R’ R2 VPAl Vi - + R1 Q<100

24 VARIABLES DE ESTADO Resonador KHN Salidas: Palto, Pbanda, Pbajo
Cuidado con el Margen Dinámico interior Selección arbitraria de C Ajuste en el Paso Banda ¿Banda Eliminada?

25 VARIABLES DE ESTADO Resonador Tow-Thomas
Usa (SUM+INT) e integradores (-), todo a tierra r -VPBj VPBj C2 R2 R1 R4 VPBd Vi R3 - + C1 Q<100

26 VARIABLES DE ESTADO Resonador Tow-Thomas Salidas: PBanda, Pbajo ±
Selección arbitraria de C Ajuste en el Paso Banda