5 Filter Lecture.pdf

Ing. J. Alvaro Rivera Suaña Universidad Andina Facultad de Ing. Cs. Puras Ingeniería Electrónica y Telecom.

Lecture 9 15 05 2018 VII - Semestre Filtros RF

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DISEÑO DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES 1. Parámetros S Los parámetros S, relacionan ondas incidentes y reflejadas en los puertos de un dispositivo (atenuadores, filtros, osciladores, amplificadores, etc.). Esto refleja el comportamiento real de los dispositivos de RF y microondas. A partir de los parámetros S, se puede obtener de forma directa los parámetros más utilizados, como los coeficientes de reflexión y los coeficientes de inserción.

F ig. 01. 01. Red de dos puertos.

F ig. 02. 02. Parámetros  Parámetros S de una red red de dos puertos. puertos.

2. Filtros de RF y Alta Frecuencia Dispositivo con respuesta selectiva en frecuencia. Permite el paso con baja atenuación a señales en una banda de frecuencia (banda de paso). Produce una alta atenuación en otra banda de frecuencia (banda eliminada).

2.1. Clasificación de banda de frecuencias T abla abla 01. Banda de frecuencias. frecuencias.

2.2. Métodos para el diseño de filtros  

 Método de los parámetros imagen: imagen : no se puede controlar la respuesta en frecuencia.  Método de las pérdidas de inserción: inserción : método sistemático de diseño de filtros con respuesta arbitraria. Permite mejorar el funcionamiento del filtro de forma directa aumentando el orden del filtro. Se usa una función  polinómica racional que se aproxime aproxime a .

(), ()  |2()| ()|

2.3. Tipos de respuesta Distintos tipos de funciones que aproximan las especificaciones del filtro, como son: Maximalmente plano (Butterworth). Rizado constante (Chebyshev). Función elíptica. Fase lineal    

2.4. Filtro paso bajo En el caso de que el filtro deseado no es Paso Bajo, se aplicará previamente transformacion de frecuencias. Parametro de selectividad: 

 = 

 

(1) - 1-



Parametro de discriminacion:

⁄  −    = √ ⁄ −

 



(2)

Orden del filtro

 ≥ llnn(())

 



(3)

Frecuencia de corte

   ⁄  =  [10  1]

 

(4)

2.5. Maximalmente plano (Butterworth) El orden de este tipo de filtro, también se puede calcular de forma gráfica. La tabla 02, nos ofrece componentes para filtros normalizados tanto en impedancia como en frecuencia. Como también la figura 03, nos ofrece la relación de atenuación versus frecuencia normalizada para filtros Butterworth.

F ig. 03. Atenuación versus frecuencia normalizada (maximalmente plano) [1].

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Tabla 02. Valores normalizados para un filtro paso-bajo (maximalmente plano) [1].

Ejemplo. Diseñar un filtro paso-bajo maximalmente plano con una frecuencia de corte de 2 GHz, una impedancia de 50 Ω, y 15 dB de pérdidas de inserción a 3 GHz.

Tips:    

Calcula el orden del filtro con la figura 03. Establecer los valores normalizados del filtro con la tabla 02. Definir la configuración del filtro Desnormalizar los valores normalizados a valores reales (Z 0 = 50 Ω), con las ecuaciones (5) y (6).

, =  , =  

(5) (6)

- 3-