cuestionario-rommel.docx

1. EXAMEN DE VERDADERO Y FALSO 1. La respuesta de un filtro puede ser identificada iden tificada por su banda de paso. (V) 2. El polo de un filtro es la frecuencia de corte del filtro. (F) 3. Un filtro de un solo polo tiene un circuito RC. (V) 4. La rapidez de la pendiente de caída de un filtro de un solo polo es de -

25dB/década. (F) 5. Un filtro paso bajas deja pasar un voltaje vo ltaje de cd. (V) 6. Un filtro paso altas deja pasar cualquier frecuencia por encima de cd. (F) 7. La frecuencia critica de un filtro depende solo de los valores de R y C. (V) 8. El filtro pasa banda tiene dos frecuencias criticas. (V) 9. El factor de calidad de un filtro paso banda es la relación de ancho de banda a la

frecuencia central. (F) 10. Mientras más alto es el factor Q, mas angosto es el ancho de banda de un filtro

 paso banda. (V) 11. La característica Butterworth produce una plana en la banda de paso. (V) 12. Los filtros con respuesta Chevyshev tiene una rapidez de la pendiente de caída

 pequeña. (F) 13. Una respuesta Chevyshev tiene risos en la banda de paso. (V) 14. Los filtros Bessel son útiles para filtrar formas de onda pulsantes. (V) 15. El orden de un filtro es el número de polos que contiene. (V) 16. Un filtro Sallen-key también se conoce como filtro VCVS. (V) 17. Se utiliza realimentación múltiple en filtros paso bajas. (F) 18. Un filtro en variables de estado utiliza diferenciadores. d iferenciadores. (F) 19. Un filtro supresor de banda rechaza ciertas frecuencias. (V) 20. La respuesta de un filtro se puede medir con un generador de barrido. (V) 2. EXAMEN DE ACCION DE CIRCUITO 1. Si la frecuencia critica de un filtro pasa bajas se incrementa el ancho de banda

se: a) se incrementa 2. Si la frecuencia critica de un filtro paso altas se incrementa el ancho de banda

se:

b) se reduce 3. Si el factor Q de un filtro paso banda se incrementa el ancho de banda se: b) se reduce

  

4. Si el valor de

 en la figura 15-11 se incrementan en la misma cantidad la

frecuencia critica se: b) se reduce 5. Si el valor de c) no cambia



 en la figura 15-11 se incrementan el ancho de banda se:

6. Si los dos filtros como el de la figura 15-15 se colocan en cascada la rapidez de

 pendiente de caída de la respuesta en frecuencia es: a) Se incrementa 7. Si el valor de



 en la figura 15-19 se reduce el factor Q se:

b) Se reduce

8. Si los capacitores de la figura 15-29 se cambian a 0.022uF, la frecuencia central

se: b) se reduce 3. AUTOEVALUCACION 1. El termino polo en la terminología de filtros se refiere a: c) Un solo circuito RC 2. Un resistor y capacitor se pueden conectar para formar un filtro con rapidez de

la pendiente de caída de: a) -20 dB/década y c) -6 dB/década 3. La respuesta de un filtro paso banda tiene: a) Dos frecuencias criticas 4. La frecuencia más baja que deja pasar un filtro paso bajas es: b) 0 Hz 5. El factor de calidad de un filtro pasobanda depende de: c) La frecuencia central y el ancho de banda 6. El factor de amortiguamiento relativo de un filtro activo determina: c) La característica de respuesta 7. Una respuesta máximamente plana se conoce como: b) Butterworth

8. El factor de amortiguamiento de un filtro es establecido por: a) El circuito de realimentación negativa 9. El numero de polos de un filtro afecta: d) La rapidez de la pendiente de caída 10. Los filtros pasobajas Sallen-key son: b) Filtros de segundo orden 11. Cuando los filtros pasobajas la rapidez de la pendiente de caída: a) incrementa 12. En el filtro pasoaltas la pendiente de caída ocurre: a) Por encima de la frecuencia critica 13. Un filtro pasoaltas Sallen-key de dos polos contiene: c) Un circuito de realimentación 14. Cuando un filtro pasobajas y un pasoaltas se conectan en cascada para obtener

un filtro pasabandas la frecuencia critica del filtro pasoaltas debe ser: c) Mayor que la frecuencia critica del filtro pasoaltas 15. Un filtro en variables de estado se compone de: b) Un amplificador sumador y dos integradores 16. Cuando la ganancia de un filtro es mínima en frecuencia central es un: c) Un filtro supresor de banda y b) un filtro de muesca 4. PROBLEMAS BASICOS 1. Identifique cada tipo de respuestas del filtro (pasobajas, pasoaltas o parabanda)

2. La frecuencia critica de cierto filtro pasobajas es de 800 Hz. ¿Cuál es su ancho de banda?

 =  = 800 

3. Un filtro pasoaltas de un solo polo tiene un circuito selector de frecuencia con

R=2.2kΩ y C=0.0015uF cuál es la frecuencia critica. ¿Cuál es la frecuencia critica? ¿puede determinar el ancho de la banda con la información disponible? a)

  = πRC  = π2.2KΩ0.0015uF = 48.2 

b)  No, el desplazamiento de la respuesta superior debido a capacitancias del

dispositivo interno es desconocido. 4. ¿Cuál es la rapidez de la pendiente de caída del filtro descrito en el problema 3?

Es de 20db/década porque se trata de un filtro de un solo polo. 5. ¿Cuál es el ancho de banda del filtro pasobanda cuyas frecuencias criticas son de 3.2 KHz y 3.9 KHz? ¿Cuál es el factor Q de este filtro?

 = ℎ −  = 3.9 −3.2 = 0.7 = 700   =   ℎ =  3.2 ∗√ 3.9 = 3.53   =   = 30..573  = 5.04   =  = 151000 = 15

6. ¿Cuál es la frecuencia central de un filtro con un factor Q de 15 y un ancho de banda de 1 KHz?

7. Cuál es el factor de amortiguamiento relativo en cada filtro activo en la figura 1543?  ¿Qué filtros se optimizan aproximadamente para una característica de respuesta Butterworth? a)

Segundo orden, 1 etapa

 = 2− 34 = 2− 1.1.22ΩΩ = 2−1 = 1  No es Butterworth

b)

Segundo orden, 1 etapa

 = 2− 34 = 2− 1.560Ω 0Ω = 2−0.56 = 1.44 Aproximadamente Butterworth

c)

Tercer orden, 2 etapas y 2 polos

 = 2− 34 = 2− 1.330Ω0Ω = 2−0.33 = 1.67

 = 2−  = 2− Ω .Ω = 2−0.33 = 1.67

 No es Butterworth

8. Para los filtros del problema 7 que no tienen respuesta Butterworth, especifique los cambios necesarios para convertirlas en respuestas Butterworth (use valores estándar próximos). a)

 = 0.586

R3=0.586 y R4=0.586(1.2kΩ)=703Ω

Utilizando la resistencia estándar encontramos una de 720Ω . b)

 = 0.56 Esto es una respuesta de Butterworth aproximada (tan cerca como usted puede conseguir usando resistencias estándar 5%)

c)

 = 1

R3=R4=R6=R7= 1KΩ para las dos etapas.

9. Se muestran las siguientes curvas de respuestas de los filtros de segundo orden identifique cada uno como Butterworth, Chebyshev o Bessel. a)

b)

Chebyshev

Butterworth

c)

d)

Bessel

Butterworth

10. ¿Está el filtro de cuatro polos de la figura 15-45 aproximadamente optimizado para una respuesta Butterworth? ¿Cuál es la rapidez de la pendiente de caída?

Figura 15-45

Primera etapa:

 = 2− 34 = 2− 1.6.08ΩΩ = 1.85 Segunda etapa:

 = 2− 67 = 2− 6.5.86ΩΩ = 0.786 Por los datos conseguidos este es aproximadamente u n filtro Butterworth La pendiente de caída para este filtro será de 80dB/década.

11. Determine la frecuencia critica de la figura del ejercicio anterior

1  = 2π√ 5634 1  = 2π 4.7Ω6.8Ω0. 1 220.1 =     = 2π√ 1212 12. Sin cambiar la curva de respuesta, ajuste los valores de los componentes en el filtro de la figura 15-45 para que sea un filtro de valores iguales. Seleccione C=0.22uF para ambas etapas.

R=R1=R2=R5=R6 y C=C1=C2=C3=C4 Dejar C=0.22uF para las dos etapas.

 = 2πf1 cc = 2π190Hz10.22uF = .Ω

Lo más recomendable seria utilizar una R=3.9 KΩ para las dos etapas. 13. Modifique el filtro de la figura 15-45 para incrementar la rapidez de la pendiente de caída a -120dB/década al mismo tiempo que se mantiene una respuesta Butterworth aproximada.

14. Utilizando la forma de diagramas de bloques, muestre como implementar las siguientes rapideces de las pendientes de caída utilizando filtros de un solo polo y dos polos con respuestas Butterworth. a) -20 dB/década 2- Polos

b) -20 dB/década 1- Polo

c) -60 dB/década 1- Polos

2- Polos

d) -100 dB/década 1- Polos

2- Polos

2- Polos

2- Polos

2- Polos

e) -120 dB/década 2- Polos

15. Convierta el filtro del problema 12 en pasoaltas con las mismas frecuencias críticas y características de respuesta.

Intercambiar las posiciones entre los resistores y capacitores.

16. Haga la modificación necesaria en el circuito para reducir a la mitad la frecuencia crítica en el problema 15.

1   = 2πRC   = 190  =  2 1 22uF = Ω  = 2πf1cC = 2π95Hz0.

Dejar la resistencia de 7.5kΩ, cambiar todas las resistencias por 7.5kΩ. 17. Para el filtro de la siguiente figura, a) ¿cómo incrementaría la frecuencia critica?, b) ¿cómo incrementaría la ganancia?

a) Disminuir las resistencias R1 y R2 o los capacitores C1 y C2. b) Incrementar R3 o disminuya R4. 18. Identifique cada configuración del filtro pasobanda de la figura 15-47. a)

Configuración cascada filtros pasoaltas/pasobajas.

b)

Comentarios múltiples c)

Estado variable. 19. Determine la frecuencia central y el ancho de la banda para cada uno de los filtros del ejercicio anterior. a) Primera etapa

1 = 2π1.0kΩ0. 1 047uF = .   = 2πRC

Segunda etapa

1 = 2π1.0kΩ0. 1 022uF = .   = 2πRC   =  12 =  3.397.23 = .  = 7.23−3.39 = . b)

1+2 = 2π0.0122uF  4. 7Ω1. 47Ω+1. 8 Ω   = 2πC1  123 8Ω150Ω =   = πfoCR3=π(449Hz)(0.022uF)(150KΩ) =.    =  = 44.4966  = . C) Para cada integrador

1 = 2π10kΩ0.1 001uF = .   = 2πRC   =  = .   1  = 13 56 +1 = 13 560Ω   + 1 = 10Ω 3 56+1 =   =  = 15.919  =  20. Optimice el filtro en variables de estado de la figura 15-48 para Q=50 ¿Qué ancho de banda se obtiene?

 = 13 56 +1    = Ω

36 = 5+6  = 36 −6 = 31.0Ω50−10Ω = 150Ω−10Ω = Ω

1 01uF = .   = 2π12kΩ0.  =  = 1.33 50   = . 21. Muestre como se forma un filtro de muesca (supresor de banda) con el circuito básico de la figura 15-48.

FILTRO DE ESTADO VARIABLE

22. Modifique el filtro supresor de banda de la figura 21 para una frecuencia central de 120 Hz.

Deje C en 0.01 uF.

1   =  = 2πRC

1 01uF =  Ω  = 2πf1oC = 2π120Hz0.

Es necesario cambiar la resistencia del integrador de 12KΩ a 133Ω.