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11.4: Orden de filtro y postes

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    La velocidad a la que cae la respuesta de un filtro en la banda de transición está determinada por el orden del filtro. Cuanto mayor sea el orden de un filtro, más rápida será su tasa de rolloff. El orden de un filtro se da como un valor entero y se deriva de la función de transferencia del filtro. Como ejemplo, siendo iguales todos los demás factores, un filtro de cuarto orden se desenrollará dos veces más rápido que un filtro de segundo orden y cuatro veces más rápido que una unidad de primer orden. El orden de un filtro también indica el número mínimo de componentes reactivos que requerirá el filtro. Por ejemplo, un filtro de tercer orden requiere al menos tres componentes reactivos: un condensador y dos inductores, dos condensadores y un inductor, o en el caso de un filtro activo, tres capacitores. Relacionado con esto está el número de polos que utiliza un filtro. Es común escuchar descripciones como “un filtro de cuatro polos”. Para la mayoría de los filtros de paso alto o bajo de propósito general, los términos polo y orden pueden usarse indistintamente y describir completamente la tasa de rolloff. Para filtros más complejos este no es el caso, y es posible que también escuches descripciones como “un filtro de seis polos, dos cero”. Debido a que este capítulo es una introducción a los filtros, no detallaremos el funcionamiento de estos tipos más esotéricos. Baste decir que cuando un circuito se describe como un filtro\(Nth\) -order, se puede suponer que también es un filtro\(N\) -pole.

    Se puede dar una observación general de que la tasa de rolloff de un filtro eventualmente se aproximará a 6 dB por octava por polo (20 dB por década por polo). Por lo tanto, un filtro de tercer orden (es decir, de tres polos) eventualmente se desenrolla a una velocidad de 18 dB por octava (60 dB por década). Decimos “eventualmente” porque la respuesta alrededor de la frecuencia de ruptura puede ser algo más rápida o más lenta que este valor. La figura\(\PageIndex{1}\) compara el efecto del orden en cuatro filtros de paso bajo idénticos. Tenga en cuenta que los filtros de orden superior ofrecen mayor atenuación en cualquier frecuencia más allá del punto de ruptura. Como ocurre con la mayoría de las gráficas de respuesta, Figura\(\PageIndex{1}\) utiliza decibelios en lugar de ganancia ordinaria. Además, estos filtros se muestran con ganancia de unidad en la banda de paso, aunque este no tiene por qué ser el caso. Los filtros de orden superior se utilizan cuando la banda de transición necesita ser lo más estrecha posible. No es raro ver filtros de doceavo orden y superiores utilizados en aplicaciones especiales. Como puede adivinar, los filtros de orden superior son más complejos y costosos de diseñar y construir. Para muchas aplicaciones típicas, los pedidos en el rango de dos a seis son comunes.

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    Figura\(\PageIndex{1}\): Efecto del orden en filtros de paso bajo.


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