martes, 11 de octubre de 2011
lunes, 26 de septiembre de 2011
filtro pasa de banda ancha y
angosta
Un filtro pasa bandas permite el paso de una banda de frecuencias. Es decir este tipo de filtros son selectores de frecuencia y rechaza aquellas frecuencias superiores a FH e inferiores a FL. Este tipo de filtros, tienen un voltaje máximo de salida o una ganancia máxima a una frecuencia denominada frecuencia central FC. La banda de frecuencias entre FH y FL es el acho de banda AB que esta dado por:
http://youtu.be/LOUgjcTgyPo
Los filtros pasa banda, se clasifican básicamente en 2 tipos
De banda amplia
De banda estrecha.
No existe una división exacta entre ambos tipos de filtros, sin embargo el valor de Q nos da una medida de selectividad, es decir mayor factor de calidad significa que el filtro es más selectivo, siendo su ancho de banda más estrecho.
Los filtros de banda amplia tienen un ancho de banda cuyo valor es dos o más veces la frecuencia resonante. Es decir Q <= 0.5, los filtros de banda agosta cuentan con una Q > 0.5 y se construyen en una sola etapa.
Filtro de banda amplia
De la figura anterior, es posible observar que en un filtro de banda amplia, al acercar la frecuencia FL y FH, el voltaje de salida no alcanza el máximo, en caso de que FL = FH.
La relación entre el factor de calidad, el ancho de banda a 3 db, y la frecuencia central es:
Para el filtro pasa banda de banda amplia, la frecuencia central está dada por:
En un filtro pasa banda de banda angosta, el pico de voltaje de salida ocurre en la frecuencia central.
Filtro pasa banda de banda amplia:
En general un filtro pasa banda de banda amplia puede ser elaborado conectando en cascada secciones de filtros pasa altas y pasa bajas, el orden de las secciones debe de ser el mismo. Es importante que las frecuencias de las secciones pasa bajas y pasa altas no se traslapen y que ambas tengan la misma ganancia en la banda de paso. Para que esto se cumpla, la frecuencia de corte del filtro pasa bajas debe de ser 10 veces o más veces la frecuencia de corte del filtro pasa altas. El filtro de banda ancha obtenido mediante los filtros pasa bajas y pasa altas conectados en cascada tiene las siguientes características:
- La frecuencia de corte inferior esta determinada solo por el filtro pasa altas
- La frecuencia de corte superior esta determinada por el filtro pasa bajas
- La ganancia tendrá su valor máximo en la frecuencia central.
Para la obtención de la función de transferencia es posible multiplicar la función de transferencia del filtro pasa bajas con la función de transferencia del filtro pasa altas. El comando para multiplicar ambas funciones en octave es sysmult(syspb,syspa).
Otra de las funciones que se son útiles son:
ss2tf(sys3)
El programa elaborado para octave es el siguiente:
#Se define el primer sistema
ra=input("Valor de la resistencia del filtro pasa altas Ra =")
ca=input("Valor de la capacitancia del filtro pasa altas Ca =")
num1 = 1;
den1 = [ra*ca 1];
sys1=tf2sys(num1,den1);
#Se define el segundo sistema
rb=input("Valor de la resistencia del filtro pasa bajas Rb =")
cb=input("Valor de la capacitancia del filtro pasa bajas Cb =")
num2=[1 0];
den2=[1 1/(rb*cb)];
sys2=tf2sys(num2,den2);
#Se realiza la multiplicación de ambos sistemas (cascada)
sys3 = sysmult(sys1,sys2)
[num,den] = ss2tf(sys3.a,sys3.b,sys3.c,sys3.d);
sys3 = tf2sys(num,den);
sysout(sys3,"tf")
bode(sys3)
Esta función es solo para un filtro pasa banda banda amplia de primer orden por lo que es necesario implementar este programa para filtros de segundo orden, la salida de este filtro se puede apreciar en la siguiente gráfica.
Filtro pasa banda de banda angosta:
La respuesta a la frecuencia de un filtro pasa banda de banda angosta se muestra en la siguiente figura. El análisis y la construcción de los filtros de banda angosta se simplifica considerablemente si se parte del supuesto de que la ganancia máxima del filtro de banda angosta es de 1 (0 dB) cuando la frecuencia es la resonante.
Para el circuito del filtro de banda angosta, se utiliza un solo amplificador operacional como el mostrado en la figura siguiente, la resistencia R1 es la que define la resistencia de entrada del filtro, si la resistencia de retroalimentación R3 tiene el doble del valor de R1, la ganancia máxima del filtro será de 1 cuando la frecuencia de entrada sea la resonante, ajustando R2 se modifica o se ajusta la frecuencia resonante sin cambiar el ancho de banda o la ganancia.
La función de transferencia que define el comportamiento del circuito es el siguiente:
Recordando que en un filtro pasa banda de banda angosta, el pico de voltaje de salida ocurre en la frecuencia central.
Obsérvese que para esta configuración la frecuenta central esta dada por:
Y el factor de calidad por:
Calculo de los componentes:
Si se selecciona C1 = C2
Se obtienen las siguientes ecuaciones:
Donde:
Af es la ganancia a la frecuencia Fc y esta dada por:
De acuerdo al calculo de R2, se debe de satisfacer que
Además para compensar las corrientes de entradas al amplificador operacional, es necesario que R4 = R3
Obtención de las gráficas en octave
El código para la obtención de las gráficas en octave es el siguiente:
num = [1 0]
den = [1 11 ]
sys1 = tf2sys(num,den)
bode(sys1)
Y el diagrama de bode de salida es el siguiente:
experiencias:
-Implementar el filtro pasa banda de banda amplia o de banda angosta
-Aplicar a la entrada una señal senoidal de 2 volts pico-pico de frecuencia variable
Tabular los valores de frecuencia y voltaje de salida, para obtener la gráfica de frecuencia vs ganancia en db.
http://lc.fie.umich.mx/~jfelix/InstruII/FPB/FPB_ba.htm
http://148.202.12.20/materias/ET201/modulo_01/Filtros/F__pasa_banda_de_banda_angosta/f__pasa_banda_de_banda_angosta.html
http://html.rincondelvago.com/filtros.html
http://youtu.be/LOUgjcTgyPo
Un filtro pasa bandas permite el paso de una banda de frecuencias. Es decir este tipo de filtros son selectores de frecuencia y rechaza aquellas frecuencias superiores a FH e inferiores a FL. Este tipo de filtros, tienen un voltaje máximo de salida o una ganancia máxima a una frecuencia denominada frecuencia central FC. La banda de frecuencias entre FH y FL es el acho de banda AB que esta dado por:
http://youtu.be/LOUgjcTgyPo
Los filtros pasa banda, se clasifican básicamente en 2 tipos
De banda amplia
De banda estrecha.
No existe una división exacta entre ambos tipos de filtros, sin embargo el valor de Q nos da una medida de selectividad, es decir mayor factor de calidad significa que el filtro es más selectivo, siendo su ancho de banda más estrecho.
Los filtros de banda amplia tienen un ancho de banda cuyo valor es dos o más veces la frecuencia resonante. Es decir Q <= 0.5, los filtros de banda agosta cuentan con una Q > 0.5 y se construyen en una sola etapa.
Filtro de banda amplia
De la figura anterior, es posible observar que en un filtro de banda amplia, al acercar la frecuencia FL y FH, el voltaje de salida no alcanza el máximo, en caso de que FL = FH.
La relación entre el factor de calidad, el ancho de banda a 3 db, y la frecuencia central es:
Para el filtro pasa banda de banda amplia, la frecuencia central está dada por:
En un filtro pasa banda de banda angosta, el pico de voltaje de salida ocurre en la frecuencia central.
Filtro pasa banda de banda amplia:
En general un filtro pasa banda de banda amplia puede ser elaborado conectando en cascada secciones de filtros pasa altas y pasa bajas, el orden de las secciones debe de ser el mismo. Es importante que las frecuencias de las secciones pasa bajas y pasa altas no se traslapen y que ambas tengan la misma ganancia en la banda de paso. Para que esto se cumpla, la frecuencia de corte del filtro pasa bajas debe de ser 10 veces o más veces la frecuencia de corte del filtro pasa altas. El filtro de banda ancha obtenido mediante los filtros pasa bajas y pasa altas conectados en cascada tiene las siguientes características:
- La frecuencia de corte inferior esta determinada solo por el filtro pasa altas
- La frecuencia de corte superior esta determinada por el filtro pasa bajas
- La ganancia tendrá su valor máximo en la frecuencia central.
Para la obtención de la función de transferencia es posible multiplicar la función de transferencia del filtro pasa bajas con la función de transferencia del filtro pasa altas. El comando para multiplicar ambas funciones en octave es sysmult(syspb,syspa).
Otra de las funciones que se son útiles son:
ss2tf(sys3)
El programa elaborado para octave es el siguiente:
#Se define el primer sistema
ra=input("Valor de la resistencia del filtro pasa altas Ra =")
ca=input("Valor de la capacitancia del filtro pasa altas Ca =")
num1 = 1;
den1 = [ra*ca 1];
sys1=tf2sys(num1,den1);
#Se define el segundo sistema
rb=input("Valor de la resistencia del filtro pasa bajas Rb =")
cb=input("Valor de la capacitancia del filtro pasa bajas Cb =")
num2=[1 0];
den2=[1 1/(rb*cb)];
sys2=tf2sys(num2,den2);
#Se realiza la multiplicación de ambos sistemas (cascada)
sys3 = sysmult(sys1,sys2)
[num,den] = ss2tf(sys3.a,sys3.b,sys3.c,sys3.d);
sys3 = tf2sys(num,den);
sysout(sys3,"tf")
bode(sys3)
Esta función es solo para un filtro pasa banda banda amplia de primer orden por lo que es necesario implementar este programa para filtros de segundo orden, la salida de este filtro se puede apreciar en la siguiente gráfica.
Filtro pasa banda de banda angosta:
La respuesta a la frecuencia de un filtro pasa banda de banda angosta se muestra en la siguiente figura. El análisis y la construcción de los filtros de banda angosta se simplifica considerablemente si se parte del supuesto de que la ganancia máxima del filtro de banda angosta es de 1 (0 dB) cuando la frecuencia es la resonante.
Para el circuito del filtro de banda angosta, se utiliza un solo amplificador operacional como el mostrado en la figura siguiente, la resistencia R1 es la que define la resistencia de entrada del filtro, si la resistencia de retroalimentación R3 tiene el doble del valor de R1, la ganancia máxima del filtro será de 1 cuando la frecuencia de entrada sea la resonante, ajustando R2 se modifica o se ajusta la frecuencia resonante sin cambiar el ancho de banda o la ganancia.
La función de transferencia que define el comportamiento del circuito es el siguiente:
Recordando que en un filtro pasa banda de banda angosta, el pico de voltaje de salida ocurre en la frecuencia central.
Obsérvese que para esta configuración la frecuenta central esta dada por:
Y el factor de calidad por:
Calculo de los componentes:
Si se selecciona C1 = C2
Se obtienen las siguientes ecuaciones:
Donde:
Af es la ganancia a la frecuencia Fc y esta dada por:
De acuerdo al calculo de R2, se debe de satisfacer que
Además para compensar las corrientes de entradas al amplificador operacional, es necesario que R4 = R3
Obtención de las gráficas en octave
El código para la obtención de las gráficas en octave es el siguiente:
num = [1 0]
den = [1 11 ]
sys1 = tf2sys(num,den)
bode(sys1)
Y el diagrama de bode de salida es el siguiente:
experiencias:
-Implementar el filtro pasa banda de banda amplia o de banda angosta
-Aplicar a la entrada una señal senoidal de 2 volts pico-pico de frecuencia variable
Tabular los valores de frecuencia y voltaje de salida, para obtener la gráfica de frecuencia vs ganancia en db.
conclusion.
este tema me ayuda mucho en mis conocimientos basicos para ejercer mi profesion.
bibliografiahttp://lc.fie.umich.mx/~jfelix/InstruII/FPB/FPB_ba.htm
http://148.202.12.20/materias/ET201/modulo_01/Filtros/F__pasa_banda_de_banda_angosta/f__pasa_banda_de_banda_angosta.html
http://html.rincondelvago.com/filtros.html
http://youtu.be/LOUgjcTgyPo
condensador electrico
Condensador eléctrico
En ELECTRICIDAD y ELECTRÓNICA, un condensador es un dispositivo que almacena energía eléctrica, es un componente pasivo. Está formado por un par de superficies conductoras en situación de influencia total (esto es, que todas las líneas de campo eléctrico que parten de una van a parar a la otra), generalmente en forma de tablas, esferas o láminas, separadas por un materialdieléctrico (siendo este utilizado en un condensador para disminuir el campo eléctrico, ya que actúa como aislante) o por el vacío, que, sometidas a una diferencia de potencial (d.d.p.) adquieren una determinada carga eléctrica, positiva en una de las placas y negativa en la otra (siendo nula la carga total almacenada).
Condensador
| |
Tipo
| |
Principio de funcionamiento
| |
Fecha de invención
| |
Primera producción
|
Aproximadamente por 1900
|
Símbolo electrónico
| |
Configuración
|
En condensadores electrolíticos: negativo y positivo; en cerámicos: no presentan polaridad
|
Funcionamiento
La carga almacenada en una de las placas es proporcional a la diferencia de potencial entre esta placa y la otra, siendo la constante de proporcionalidad la llamada capacidad o capacitancia. En el Sistema internacional de unidades se mide en Faradios (F), siendo 1faradio la capacidad de un condensador en el que, sometidas sus armaduras a una d.d.p. de 1 voltio, éstas adquieren una carga eléctrica de 1 culombio.
Están hechos de carbón activado para conseguir una gran área relativa y tienen una separación molecular entre las "placas". Así se consiguen capacidades del orden de cientos o miles de faradios. Uno de estos condensadores se incorpora en el reloj Kinetic de Seiko, con una capacidad de 1/3 de Faradio, haciendo innecesaria la pila. También se está utilizando en los prototipos de automóvileseléctricos.
El valor de la capacidad de un condensador viene definido por la siguiente fórmula:
En donde:
C: Capacitancia
Q1: Carga eléctrica almacenada en la placa 1.
V1 − V2: Diferencia de potencial entre la placa 1 y la 2.
Existen condensadores formados por placas, usualmente de aluminio, separadas por aire, materiales cerámicos, mica, poliéster, papel o por una capa de óxido de aluminio obtenido por medio de la electrólisis.
Energía almacenada
Comportamientos ideal y real
Condensador ideal.
donde C es la capacidad, u(t) es la funcióndiferencia de potencial aplicada a sus terminales e i(t) la corriente resultante que circula.
Carga y descarga
Al conectar un condensador en un circuito, la corriente empieza a circular por el mismo. A la vez, el condensador va acumulando carga entre sus placas. Cuando el condensador se encuentra totalmente cargado, deja de circular corriente por el circuito. Si se quita la fuente y se coloca el condensador y la resistencia en cortocircuito, la carga empieza a fluir de una de las placas del condensador a la otra a través de la resistencia, hasta que la carga es nula en las dos placas. En este caso, la corriente circulará en sentido contrario al que circulaba mientras el condensador se estaba cargando.
Carga: V(t)=Vº(1-e-t/RC) Y I(t)=vº/R e -t/RC)
Descarga: V(t)=Vº e-t/RC) y I(t)= - vº/R e -t/RC)
En donde:
V(t) es la tensión en el condensador.
V0 es la tensión de la fuente.
I(t) la intensidad de corriente que circula por el circuito.
Usos
Los condensadores suelen usarse para:
- Baterías, por su cualidad de almacenar energía.
- Memorias, por la misma cualidad.
- Filtros.
- Adaptación de impedancias, haciéndolas resonar a una frecuencia dada con otros componentes.
- Demodular AM, junto con un diodo.
- El flash de las cámaras fotográficas.
- Tubos fluorescentes.
- Mantener corriente en el circuito y evitar caídas de tensión.
Tipos de dieléctrico utilizados en condensadores
Condensadores electrolíticos axiales.
Condensadores electrolíticos de tantalio.
Condensadores de poliéster.
Condensadores cerámicos,
Condensador variable de una vieja radio AM.
- Condensadores de aire.-Normalmente de placas paralelas, con dieléctrico de aire y encapsulados en vidrio. Como la permitividad eléctrica relativa es la unidad, sólo permite valores de capacidad muy pequeños.
- Condensadores de mica.-La mica posee varias propiedades que la hacen adecuada para dieléctrico de condensadores: bajas pérdidas, exfoliación en láminas finas, soporta altas temperaturas y no se degrada por oxidación o con la humedad. Sobre una cara de la lámina de mica se deposita aluminio, que forma una armadura. Se apilan varias de estas láminas, soldando los extremos alternativamente a cada uno de los terminales. Estos condensadores funcionan bien en altas frecuencias y soportan tensiones elevadas, pero son caros y se ven gradualmente sustituidos por otros tipos.
- Condensadores de papel. El dieléctrico es papel parafinado, bakelizado o sometido a algún otro tratamiento que reduce su higroscopia y aumenta el aislamiento. Se apilan dos cintas de papel, una de aluminio, otras dos de papel y otra de aluminio y se enrollan en espiral. Las cintas de aluminio constituyen las dos armaduras, que se conectan a sendos terminales. Se utilizan dos cintas de papel para evitar los poros que pueden presentar.
- Condensadores electrolíticos.-Es un tipo de condensador que utiliza un electrolito, como su primera armadura, la cual actúa como cátodo. Con la tensión adecuada, el electrolito deposita una capa aislante (la cual es en general una capa muy fina de óxido de aluminio) sobre la segunda armadura o cuba (ánodo), consiguiendo así capacidades muy elevadas. Son inadecuados para funcionar con corriente alterna. La polarización inversa destruye el óxido, produciendo un corto entre el electrolito y la cuba, aumentando la temperatura, y por tanto, arde o estalla el condensador consecuentemente. Existen varios tipos, según su segunda armadura y electrolito empleados:
- Condensadores de aluminio
- Condensadores de tantalio
- Condensadores bipolares (para corriente alterna).
- Condensadores de poliéster o Mylar. Está formado por láminas delgadas de poliéster sobre las que se deposita aluminio, que forma las armaduras. Se apilan estas láminas y se conectan por los extremos. Del mismo modo, también se encuentran condensadores de policarbonato y polipropileno.
- Condensadores de poliestireno también conocidos comúnmente como Styroflex(marca registrada de Siemens). Otro tipo de condensadores de plástico, muy utilizado en radio, por disponer de coeficiente de temperatura inverso a las bobinas de sintonía, logrando de este modo estabilidad en los circuito resonantes.
- Condensadores cerámicos. Utiliza cerámicas de varios tipos para formar el dieléctrico. Existen diferentes tipos formados por una sola lámina de dieléctrico, pero también los hay formados por láminas apiladas. Dependiendo del tipo, funcionan a distintas frecuencias, llegando hasta las microondas.
- Condensadores síncronos. Es un motor síncrono que se comporta como un condensador.
REFERENCIA DE DATOS.-
DIBUJO ELECTRONICO I
CONDENSADORES ELECTRICOS-YOU TUBE
lunes, 19 de septiembre de 2011
Suscribirse a:
Entradas (Atom)