11.2: Tipos de filtros

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No importa cómo se realice un filtro, generalmente se ajustará a uno de los cuatro tipos de respuesta básicos. Estos tipos son: paso alto, paso bajo, paso banda y rechazo de banda (también conocido como tipo notch). Un filtro de paso alto permite que solo pasen frecuencias por encima de un cierto punto de ruptura. En otras palabras, atenúa los componentes de baja frecuencia. Su respuesta de frecuencia de amplitud general se muestra en la Figura\(\PageIndex{1}\). Un filtro paso bajo es el espejo lógico del paso alto, es decir, permite que solo pasen señales de baja frecuencia, al tiempo que suprime los componentes de alta frecuencia. Su respuesta se muestra en la Figura\(\PageIndex{2}\). El filtro de paso de banda se puede considerar como una combinación de filtros de paso alto y bajo. Solo permite el paso de frecuencias dentro de un rango especificado. Su inverso lógico es el filtro de rechazo de banda que permite que todo pase a través, con la excepción de un rango específico de frecuencias. Las gráficas de respuesta de frecuencia de amplitud para estos dos últimos tipos se muestran en las Figuras\(\PageIndex{3}\) y\(\PageIndex{4}\), respectivamente. En sistemas complejos, es posible combinar varios tipos diferentes para lograr una característica de respuesta global deseada.

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Figura\(\PageIndex{1}\): Respuesta de paso alto.

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Figura\(\PageIndex{2}\): Respuesta de paso bajo.

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Figura\(\PageIndex{3}\): Respuesta de paso de banda.

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Figura\(\PageIndex{4}\): Respuesta de Notch.

En cada parcela, hay tres regiones básicas. El área plana donde se permite el paso de la señal de entrada se conoce como la banda de paso. El borde de la banda de paso se denota por la frecuencia de ruptura. La frecuencia de ruptura generalmente se define como el punto en el que la respuesta ha caído 3 dB de su valor de banda de paso. En consecuencia, también se le conoce como la frecuencia descendente de dB. Es importante señalar que la frecuencia de ruptura no es} siempre igual a la frecuencia crítica natural,\(f_c\). El área donde la señal de entrada está completamente suprimida se llama banda de parada. La sección entre la banda de paso y la banda de parada se conoce como la banda de transición. Esto se muestra para el filtro de paso bajo en la Figura\(\PageIndex{5}\). Tenga en cuenta que las gráficas\(\PageIndex{1}\) a través\(\PageIndex{4}\) solo definen la respuesta general de los filtros. La forma real de la banda de transición para un diseño dado se refinará en las siguientes secciones.

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Figura\(\PageIndex{5}\): Filtrar regiones.

Estas gráficas de respuesta se pueden lograr mediante el uso de circuitos RLC simples. Por ejemplo, la red de retardo simple mostrada en la Figura\(\PageIndex{6}\) puede clasificarse como un filtro de paso bajo. Se sabe por trabajos anteriores que las redes de rezago atenúan las altas frecuencias. En una vena similar, se puede construir un filtro de paso de banda como se muestra en la Figura\(\PageIndex{7}\). Tenga en cuenta que en la resonancia, el circuito del tanque exhibe un pico de impedancia, mientras que la combinación en serie exhibe su impedancia mínima. Por lo tanto, una gran parte de\(V_{in}\) aparecerá en\(V_{out}\). A frecuencias muy altas o bajas la situación se invierte (la combinación paralela muestra una baja impedancia, y la combinación en serie muestra una impedancia alta), y muy poco\(V_{in}\) aparece en la salida. Tenga en cuenta que no se utilizan componentes activos en este circuito. Este es un filtro pasivo.

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Figura\(\PageIndex{6}\): Filtro de paso bajo pasivo.

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Figura\(\PageIndex{7}\): Filtro pasabanda pasivo.