Filtro Low shelf de 1er Orden RC



El siguiente proyecto es un filtro low shelving de primer orden RC. El circuito es el siguiente:
Circuito filtro low shelf
La función de transferencia es como se muestra a continuación:
Donde ωo es la frecuencia central en radianes por segundo, A es la ganancia y α es la variación del valor del potenciómetro. El signo menos indica que que la señal de salida se invierte respecto a la señal de entrada. Las ecuaciones de diseño son las siguientes:
Tenga en cuenta
- El potenciómetro Rpot es lineal y su valor es libre, escoja el que más le convenga.
- f±3db es una frecuencia de referencia en la que se distingue un aumento o disminución de las notas bajas y típicamente se toma como referencia en el diseño de los filtro low shelving. La ganancia A20Hz es la ganancia del filtro en 20Hz y la ganancia Amax es la ganancia del filtro en cero Hertz.
- Un filtro low shelf es un filtro que afecta la magnitud de las frecuencias bajas a partir de una frecuencia f±3db, en las frecuencias altas no tiene ningún efecto. Además cuando el potenciómetro está centrado (alfa igual a 0.5) la señal de salida es la misma señal de entrada.
- Un filtro low shelf también es conocido por los nombres de control de tonos bajos, filtros low shelving o filtro de estantería para frecuencias bajas.
- En este circuito no hay una independencia total entre ganancia y frecuencia ±3db, esto quiere decir que la frecuencia central se corre levemente a medida que aumenta o disminuye la ganancia.
- Para entender mejor se realizaran dos ejemplos.

Ejemplo 1. Diseñe un filtro low shelf con frecuencia f±3db de 100Hz y ganancia A20Hz de ±12db.
Solución. Hallamos el valor de la ganancia en 20Hz:
Hallamos el valor de la ganancia Amax:
Se escoge 10kΩ como valor de Rpot, hallamos el valor de R:
Ahora hallamos el valor del capacitor C:
El circuito queda de la siguiente manera:
La simulación para diferentes valores de alfa entre 2Hz y 200kHz es la siguiente:
Se puede ver que la ganancia Amax es de ±15.5db. Tomando la simulación anterior y realizando un zoom entre 20Hz y 20kHz se tiene la siguiente gráfica:
Se observa que la ganancia en 20Hz minima y maxima es de ±12db y que la frecuencia f±3db es de 100Hz.

Ejemplo 2. Diseñe un filtro low shelving con frecuencia f±3db de 200Hz y ganancia A20Hz de ±10db.
Solución. Hallamos el valor de la ganancia A20Hz:
Hallamos el valor de la ganancia Amax:
Se escoge 10kΩ como valor de Rpot, hallamos el valor de R:
Hallamos el valor del capacitor C:
El circuito queda de la siguiente manera:
La simulación para diferentes valores de alfa entre 2Hz y 200kHz es la siguiente:
Se observa que la ganancia en cero Hz es aproximadamente 10.3db. Y la anterior simulación entre 20Hz y 20kHz da como resultado la siguiente gráfica:
Se observa que la ganancia máxima en 20Hz es de ±10db y que la frecuencia f±3db es aproximadamente de 200Hz.


Comentarios

  1. Muy buenos tus artículos publicados, sintéticos y entendibles. Una consulta, como obtienes la grafica del circuito, que tipo de barrido usas? Gracias

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