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VIII curso de EEIBS
-Práctica 4Núcleo de Ingenierııa Biomédica
Facultades de Medicina e Ingenierııa
UdelaR.
Práctica 4 – Filtros de señales
eléctricas.
Martıın Arregui, Franco Simini
31 de mayo de 2016
1- Introducción
El presente práctico pretende lograr que el alumno entre contacto con equipos para simular y
analizar señales eléctricas. Se pretende llevar a la práctica la implementación de filtros sencillos
buscando así reafirmar los conceptos teóricos vistos en clase.
2- Objetivos
• Implementar filtros de señales eléctricas.
• Comparar desempeño de filtro activos y pasivos.
• Toma de contacto con instrumento analizador de señales (osciloscopio)
• Familiarizarse con el concepto de señal de entrada y salida.
• Diagrama de amplitud en función de la frecuencia.
3- Fundamento teórico
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(...Ver en diapositivas de clase fundamento teórico de filtros...)
Filtro pasivo
En electrónica decimos que un circuito es pasivo cuando el mismo NO requiere de alimentación
para funcionar. Un filtro pasivo es un circuito capaz de filtrar señales que no requiere de
alimentación.
Señal de entrada
Ej: Filtro Pasa bajos pasivo
Filtro
Señal de salida
•
Filtro activo
En electrónica decimos que un circuito es activo cuando el mismo requiere de alimentación para
funcionar. Un filtro activo es un circuito capaz de filtrar señales que requiere de alimentación.
Borne de alimentación +
Señal de entrada
Filtro
Señal de salida
Borne de alimentación Ej: Filtro Pasa bajos activo
+
-
•
Circuito pasivo “suma de señales”
V_Entrada1
V_Entrada2
V_Salida
El circuito de la figura es el circuito mas sencillo que podemos realizar para obtener la suma de dos
señales. Este circuito es útil para nuestra práctica ya que nos permitirá realizar sumas de señales y
de esta manera comprobar la utilidad de los filtros.
Las entradas al circuito son la señales identificadas en la figura como “senal1” y “senal2” mientras
que la salida del circuito es la señal que el voltímetro en la figura.
El análisis teórico del circuito será tarea de pre-informe.
Nota: recordar como es la corriente que ingresa a un voltímetro.
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Generador de señales
Es un instrumento que nos permite generar señales eléctricas de determinada amplitud y frecuencia.
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Osciloscopio
Es un instrumento que permite visualizar tensiones y su variación en el tiempo tiempo, así como
realizar medidas. Es particularmente útil para señales periódicas.
4-Materiales
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Resistores.
Capacitores.
Amplificador Operacional.
Protoboard.
Osciloscopio.
Generador de señales.
5- Procedimiento.
5.1 Primera Parte – Evaluación de filtros.
-Identifique los instrumentos y circuitos que se le presentan.
Filtro pasivo.
Conecte el generador de señales a la entrada del filtro pasivo.
Utilice el canal 1 del osciloscopio para obtener la señal de entrada al filtro.
Utilice el canal 2 del osciloscopio para obtener la señal de salida al filtro.
Manteniendo la amplitud de la señal del generador constante, varíe la frecuencia de manera tal de completar la siguiente
tabla.
Frecuencia (Hz)
Amplitud de señal entrada
(V)
Amplitud de señal salida
(V)
Filtro activo.
Conecte el generador de señales a la entrada del filtro activo.
Utilice el canal 1 del osciloscopio para obtener la señal de entrada al filtro.
Utilice el canal 2 del osciloscopio para obtener la señal de salida al filtro.
Salida/Entrada
Manteniendo la amplitud de la señal del generador constante, varíe la frecuencia de manera tal de completar la siguiente
tabla.
Frecuencia (Hz)
Amplitud de señal entrada
(V)
Amplitud de señal salida
(V)
Salida/Entrada
Comparación
-Realice en la hoja logarítmica, las gráficas correspondientes a la columna Salida/Entrada en función de la frecuencia
(Diagrama de Bode) de ambos filtros superpuestos en diferente color y compárelos.
¿Que filtro tiene una mejor respuesta? Explique.
5.2 Segunda Parte – Filtrado de señales.
-Conecte cada una de las entradas del circuito “suma de señales” a un generador de señales.
-Utilice el canal 1 del osciloscopio para observar la salida del circuito “suma de señales”.
-Varíe los parámetros de ambos generadores de señales y observe el resultado en el osciloscopio. En particular observe
las siguientes situaciones:
Las frecuencias son iguales.
Una frecuencia es el doble que la otra.
Una de las frecuencias es mucho mayor que la otra.
Elija una configuración que modele a una señal afectada por ruido de alta frecuencia.
Filtro pasivo
-Conecte la salida del circuito “suma de señales” a la entrada del filtro pasivo.
-Utilice el canal 2 del osciloscopio para observar la salida del filtro.
-Varíe la frecuencia de la señal que modela al ruido.
-Escriba sus conclusiones.
Filtro activo
-Conecte la salida del circuito “suma de señales” a la entrada del filtro activo.
-Utilice el canal 2 del osciloscopio para observar la salida del filtro.
-Varíe la frecuencia de la señal que modela al ruido.
-Escriba sus conclusiones.
¿Que filtro tiene una mejor respuesta? Explique.
6- Entregas.
6.1- Pre-informe
1) Realice el análisis del circuito “suma de señales” descripto en la sección 4.
2) ¿Como es el voltaje V_salida? Escriba su expresión en función de los voltajes V_Entrada1,
V_Entrada2, R1 y R2.
3)¿V_salida corresponde a la suma de V_Entrada1 y V_Entrada2?, de no ser así, ¿que puedo hacer
para obtener efectivamente la suma de dos señales con este circuito?
4)Traer impresa la hoja logarítmica el día de la práctica.
6.2- Informe
Documente lo realizado y explique los resultados obtenidos.