Filtro pasivoEl filtro LC, también conocido como filtro de resistencia, es un circuito de filtro compuesto por inductancia, capacitancia y resistencia, que permite filtrar uno o más armónicos. La estructura de filtro pasivo más común y sencilla consiste en conectar la inductancia y la capacitancia en serie, lo que crea un bypass de baja impedancia para los armónicos principales (3.º, 5.º y 7.º). Los filtros sintonizados simples, los filtros sintonizados dobles y los filtros de paso alto son ejemplos de filtros pasivos.
ventaja
El filtro pasivo presenta ventajas como una estructura simple, bajo costo, alta fiabilidad operativa y bajos costos de operación. Aún se utiliza ampliamente como método de control de armónicos.
clasificación
Las características de un filtro LC deben cumplir con los requisitos técnicos especificados. Estos requisitos técnicos suelen referirse a la atenuación en el dominio de la frecuencia, al desplazamiento de fase o a ambos; en ocasiones, también se proponen requisitos de respuesta temporal. Los filtros pasivos se dividen en dos categorías: filtros sintonizados y filtros de paso alto. Asimismo, según los distintos métodos de diseño, se clasifican en filtros de parámetros de imagen y filtros de parámetros de trabajo.
Filtro de sintonización
El filtro de sintonización incluye un filtro de sintonización simple y un filtro de sintonización doble, que pueden filtrar uno (sintonización simple) o dos (sintonización doble) armónicos. La frecuencia de los armónicos se denomina frecuencia de resonancia del filtro de sintonización.
Filtro de paso alto
El filtro de paso alto, también conocido como filtro de reducción de amplitud, incluye principalmente filtros de paso alto de primer orden, filtros de paso alto de segundo orden, filtros de paso alto de tercer orden y filtros de tipo C, que se utilizan para atenuar significativamente los armónicos inferiores a una cierta frecuencia, que se denomina frecuencia de corte del filtro de paso alto.
Filtro de parámetros de imagen
El filtro se diseñó e implementó con base en la teoría de parámetros de imagen. Este filtro se compone de varias secciones básicas (o semisecciones) conectadas en cascada según el principio de impedancia de imagen igual en la conexión. La sección básica se divide en tipo K fijo y tipo m derivado, según la estructura del circuito. Tomando como ejemplo un filtro paso bajo LC, la atenuación en la banda de rechazo de la sección básica paso bajo de tipo K fijo aumenta monótonamente con la frecuencia. La sección básica paso bajo de tipo m derivado presenta un pico de atenuación a una frecuencia determinada en la banda de rechazo, y la posición de dicho pico está controlada por el valor de m en la sección derivada. Para un filtro paso bajo compuesto por secciones básicas paso bajo en cascada, la atenuación inherente es igual a la suma de las atenuaciones inherentes de cada sección básica. Cuando la impedancia interna y la impedancia de carga de la fuente de alimentación conectada a ambos extremos del filtro son iguales a la impedancia imagen en ambos extremos, la atenuación y el desplazamiento de fase del filtro son iguales a su atenuación y desplazamiento de fase inherentes, respectivamente. (a) El filtro mostrado está compuesto por una sección fija K y dos secciones derivadas m en cascada. Zπ y Zπm son las impedancias imagen. (b) Es su característica de atenuación en frecuencia. Las posiciones de los dos picos de atenuación f∞1 y f∞2 en la banda de rechazo están determinadas respectivamente por los valores m de los dos nodos derivados m.
De manera similar, los filtros de paso alto, de paso de banda y de rechazo de banda también pueden estar compuestos de secciones básicas correspondientes.
La impedancia de imagen del filtro no puede ser igual a la resistencia interna pura de la fuente de alimentación ni a la impedancia de carga en toda la banda de frecuencia (la diferencia es mayor en la banda de rechazo), y la atenuación inherente y la atenuación de trabajo difieren considerablemente en la banda de paso. Para garantizar el cumplimiento de los parámetros técnicos, suele ser necesario reservar un margen de atenuación inherente suficiente y aumentar el ancho de banda de paso en el diseño.
filtro de parámetros de funcionamiento
Este filtro no se compone de secciones básicas en cascada, sino que utiliza funciones de red que pueden implementarse físicamente mediante resistencias (R), capacitancias (I), capacitancias (C) y elementos de inductancia mutua para aproximar con precisión las especificaciones técnicas del filtro. Posteriormente, implementa el circuito de filtro correspondiente mediante las funciones de red obtenidas. Según los diferentes criterios de aproximación, se pueden obtener distintas funciones de red y, por consiguiente, implementar diferentes tipos de filtros. (a) Este filtro presenta las características de un filtro paso bajo implementado mediante la aproximación de amplitud más plana (aproximación de Bertowitz). La banda de paso es la más plana cerca de la frecuencia cero, y la atenuación aumenta de forma monótona al aproximarse a la banda de rechazo. (c) Este filtro presenta las características de un filtro paso bajo implementado mediante la aproximación de rizado uniforme (aproximación de Chebyshev). La atenuación en la banda de paso fluctúa entre cero y el límite superior, y aumenta de forma monótona en la banda de rechazo. (e) Este filtro utiliza la aproximación de función elíptica para implementar las características del filtro paso bajo, y la atenuación presenta una variación de voltaje constante tanto en la banda de paso como en la de rechazo. (g) La característica del filtro paso bajo se logra mediante la siguiente modulación: la atenuación en la banda de paso fluctúa con amplitud constante, mientras que la atenuación en la banda de rechazo fluctúa según la variación requerida por el índice de refracción. (b), (d), (f) y (h) son los circuitos correspondientes de estos filtros paso bajo, respectivamente.
Los filtros de paso alto, paso de banda y rechazo de banda se suelen derivar de los filtros de paso bajo mediante transformación de frecuencia.
El filtro de parámetros de trabajo se diseña mediante el método de síntesis de acuerdo con los requisitos de los indicadores técnicos, y se puede obtener un circuito de filtro con excelente rendimiento y economía.
El filtro LC es fácil de fabricar, económico, de banda ancha y muy utilizado en comunicaciones, instrumentación y otros campos; al mismo tiempo, se utiliza a menudo como prototipo de diseño de muchos otros tipos de filtros.
También podemos personalizar los componentes pasivos de RF según sus necesidades. Puede acceder a la página de personalización para indicarnos las especificaciones que necesita.
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Fecha de publicación: 6 de junio de 2022
