Casi siempre cuando hablamos de filtros hacemos referencia a los equipos o herramientas que se encargan de retener algún tipo de partículas no deseadas. Pero en realidad además de estos hay otros tipos de filtros que permiten filtrar datos y hasta señales.
Si has escuchado las palabras filtro de paso bajo o frecuencia de corte filtro paso bajo y no sabes que significa pues no tienes nada de qué preocuparte, hoy traemos información para tratar de comprender en qué consiste este tipo de filtros.
Es probable que si te encuentras relacionado con el mundo de la electrónica, constantemente estés viendo este término y necesites entender de qué se trata, veamos entonces en qué consiste el filtro paso bajo.
¿Qué es un filtro paso bajo?
Un filtro RC paso bajo consiste en un circuito formado por una resistencia y un condensador que se conectan en serie, este filtro sólo permite el paso de frecuencias por debajo de una frecuencia en específica que se conoce como frecuencia de corte (Fc).
Este procedimiento permite eliminar las frecuencias que se encuentren por encima de esta frecuencia. Estos filtros RC no son perfectos por lo que se hacen dos análisis.
Gracias a que su funcionamiento no es perfecto, es bueno analizar siempre dos casos el ideal y el real. Debes saber también que la unidad de medida de la frecuencia es el Hertz, Hertzio o ciclo por segundo.
Filtro paso bajo RC ideal
El filtro paso bajo ideal se puede analizar como un circuito conformado por una resistencia y un condensador, aquí ocurre el paso de las frecuencias por debajo de la frecuencia de corte (Fc) y elimina las que sean superiores a ésta.
Filtro paso bajo RC real
En estos casos la reactancia capacitiva (XC) cambia con la frecuencia, son inversamente proporcionales por ello en las altas frecuencias la reactancia capacitiva XC es baja, obteniendo que las señales de estas frecuencias sean atenuadas.
Por lo contrario, a bajas frecuencias (debajo de la frecuencia de corte) la reactancia capacitiva va a ser grande, entonces las frecuencias se ven poco afectadas por el filtro.
Debes saber que la Banda de paso es la banda de frecuencias por debajo de la frecuencia de corte (Fc) y la banda de atenuación es la banda de frecuencias por encima de Fc.
Entonces al ser eliminadas algunas de estas frecuencias, el filtro genera un efecto suavizado, es decir se producen de manera lenta cambios en los valores de salida lo que permite observar mejor las tendencias e incrementar la proporción de señal a ruido.
Normalmente los filtros paso bajo, como los filtros de media móvil y los filtros de Savitzky-Golay se pueden emplear para limpiar las señales, poder eliminar el ruido, calcular los promedios de las señales, generar diseños de diezmadores e interpoladores y hasta obtener patrones importantes.
Analíticamente se puede diseñar un filtro paso bajo en matlab y muchas otras herramientas de software. Otros métodos que pueden ser empleados para el diseño de filtros paso bajo son los basados en FIR como la ventana de Kaiser, los mínimos cuadrados y el de igual rizado.
Mientras que los métodos basados en IIR destacan el de Butterworth, el de Chebyshev (tipo I y tipo II) y el elíptico.
¿Cómo funcionan los filtros de paso bajo?
El funcionamiento de los filtros de paso bajo como circuitos se comprende fácilmente partiendo de que el condensador va a ofrecer una oposición al paso de corrientes ocasionadas por frecuencias bajas, además se forma un divisor de tensión con la resistencia para obtener sobre él prácticamente toda la tensión de entrada.
En el caso de las frecuencias altas el condensador va a ofrecer poca oposición al paso de la corriente, por lo que en la resistencia va a quedar casi el total de la tensión de entrada, obteniéndose en realidad muy poca tensión en los extremos del condensador.
El segundo circuito tiene un funcionamiento muy similar al primero, aquí también se encuentra un divisor de tensión formado por la resistencia y la bobina.
Cuando la frecuencia de la tensión de entrada es baja entonces la bobina va a ofrecer poca oposición, entonces la tensión va a caer casi toda en la resistencia apareciendo en la salida. Pero si la frecuencia de la señal de entrada es alta, la bobina va a quedar en sus extremos con prácticamente toda la tensión por lo tanto no se observará casi ninguna en la salida.
Aplicaciones del filtro de paso bajo
Al igual que los de paso alto, los filtros de paso bajo tienen aplicación para regular las frecuencias en las señales de audio. Entonces con este tipo de filtro pasa lo contrario que con los filtros de paso alto (las altas frecuencias de una señal de audio pasan a un altavoz de sonidos agudos).
Es decir que con un filtro paso bajo las altas frecuencias de una señal de audio pasan a un altavoz de sonidos graves. Estos filtros también sirven para eliminar los ruidos provenientes de la red eléctrica (50 o 60Hz) en un circuito con señales más elevadas.
Si necesitas algún tipo de filtro de paso alto para adaptarlo a un sistema, puede ser que consigas uno que otro en Amazon España, por eso te dejamos algunos enlaces para que los revises:
Módulo de filtro activo programable MAX262
Consiste en un módulo de filtro activo programable de paso alto/bajo para banda de 140 KHz. Si se basa en el principio de filtro de condensador conmutado puede construir L P/H P/BP/NO filtro.
Filtro de pedido: en el interior vas a encontrar 2 unidades de filtrado idénticas A/B, y cada una tiene 2 filtros, entonces el MAX262 puede ser un filtro de cuatro pedidos. La entrada y salida tienen dos interfaces SMA INA, INB, VOUTA, VOUTB, las salidas A y B pueden ser conectadas en cascada.
De manera general si requieres usar filtros de paso bajo debes consultar con las personas expertos ya que dependiendo del tipo de sistema seguramente vas a necesitar un filtro diferente.
Lo bueno de esto es que siempre vas a poder encontrar a alguien con bastantes conocimientos que te pueda indicar cuál es el filtro más adecuado que puedes adquirir, así que no dudes en preguntar todo lo que desees antes de comprar cualquiera de estos filtros.
Esperamos que la información acerca de los filtros paso bajo te haya sido muy útil y puedas compartirla con todos tus amigos y conocidos.
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