9.4: Filtros pasabanda

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¿Cómo crear un filtro de paso de banda?

Hay aplicaciones en las que una banda particular, o propagación, o frecuencias necesitan ser filtradas a partir de un rango más amplio de señales mixtas. Los circuitos de filtro se pueden diseñar para realizar esta tarea combinando las propiedades de paso bajo y paso alto en un solo filtro. El resultado se llama filtro de paso de banda. La creación de un filtro de paso de banda a partir de un filtro de paso bajo y de paso alto se puede ilustrar usando diagramas de bloques: (Figura a continuación)

Diagrama de bloques a nivel de sistema de un filtro de paso de banda.

Lo que emerge de la combinación en serie de estos dos circuitos de filtro es un circuito que sólo permitirá el paso de aquellas frecuencias que no son ni demasiado altas ni demasiado bajas. Usando componentes reales, así es como podría verse un esquema típico Figura a continuación. La respuesta del filtro de paso de banda se muestra en (Figura a continuación)

Filtro capacitivo de paso de banda.

La respuesta de un filtro de paso de banda capacitivo alcanza los picos dentro de un rango de frecuencia estrecho.

Diseñar un filtro de paso de banda usando inductores

Los filtros pasabanda también se pueden construir usando inductores, pero como se mencionó anteriormente, la “pureza” reactiva de los capacitores les da una ventaja de diseño. Si tuviéramos que diseñar un filtro de paso de banda usando inductores, podría parecerse a la Figura a continuación.

Filtro de paso de banda inductivo.

El hecho de que la sección de paso alto sea “lo primero” en este diseño en lugar de la sección de paso bajo no hace ninguna diferencia en su funcionamiento general. Seguirá filtrando todas las frecuencias demasiado altas o demasiado bajas.

Si bien la idea general de combinar filtros paso bajo y paso alto juntos para hacer un filtro paso banda es sólida, no está exenta de ciertas limitaciones. Debido a que este tipo de filtro de paso de banda funciona confiando en cualquiera de las secciones para bloquear frecuencias no deseadas, puede ser difícil diseñar dicho filtro para permitir el paso sin obstáculos dentro del rango de frecuencia deseado. Tanto las secciones de paso bajo como de paso alto siempre estarán bloqueando señales hasta cierto punto, y su esfuerzo combinado hace que en el mejor de los casos una señal atenuada (amplitud reducida), incluso en el pico del rango de frecuencia de “banda de paso”. Observe el pico de curva en el análisis SPICE anterior: el voltaje de carga de este filtro nunca sube por encima de 0.59 voltios, aunque el voltaje de la fuente es de un voltaje completo. Esta atenuación de señal se vuelve más pronunciada si el filtro está diseñado para ser más selectivo (curva más pronunciada, banda más estrecha de frecuencias transitables).

Existen otros métodos para lograr la operación de paso de banda sin sacrificar la intensidad de la señal dentro de la banda de paso. Discutiremos esos métodos un poco más adelante en este capítulo.

Revisar

Un filtro de paso de banda funciona para filtrar frecuencias que son demasiado bajas o demasiado altas, dando un paso fácil solo a frecuencias dentro de un cierto rango.
Los filtros de paso de banda se pueden hacer apilando un filtro de paso bajo en el extremo de un filtro de paso alto, o viceversa.
“Atenuar” significa reducir o disminuir en amplitud. Cuando bajas el control de volumen de tu estéreo, estás “atenuando” la señal que se envía a los altavoces.