diseño de filtros pasivos

14
2 g 2 m ax 2 2 g 2 g 2 L 2 2 m ax L g 2 g 2 2 g L V P V 4R R P R V 4 H j P R V V V P 4R R I 2 R g R L P max I 1 V 1 V 2 P 2 L- C V g P 1 Z e = R e + j X e P r

Upload: hilariogomez

Post on 16-Jun-2015

4.434 views

Category:

Education


3 download

DESCRIPTION

Descripción teórica de la realización de filtros pasivos

TRANSCRIPT

Page 1: Diseño de filtros pasivos

2

g 2max

22g

2g2 L 22

max L g2 g2

2 gL

VP V4R

RP R V4 H j

P R VVV

P 4RR

I2

Rg

RL

Pmax I1

V1 V2

P2

L-CVg

P1 Ze = Re + j Xe

Pr

Page 2: Diseño de filtros pasivos

2

2 g

1 1 e e2

g e

VP I Re Z R

R Z j

2

g e

2

2 g e g e22 2

max g g e

g

V R

R Z j 4R RPH j

P V R Z j

4R

2P

I2

Rg

RL

Pmax I1

V1 V2

P2

L-CVg

P1 Ze = Re + j Xe

Pr

Page 3: Diseño de filtros pasivos

2 2 max 22 r

max max max

P PP Pj 1 H j 1

P P P

2 22

2 g e e g eg e

2 2 22 2

g e e g e e g e

R R X R Z4R Rj 1

R R X R R X R Z

g e

g e

R Z ss

R Z s

e g

1 sZ s R

1 s

Page 4: Diseño de filtros pasivos

Ejemplo: Filtro Paso Bajo ; Aproximación de Butterworth

2

6

1H j

1

62

6 6s j

1s s j 1

1 1

3

3 2

ss

s 2s 2s 1

3 2

e1 2

1 s 2s 2s 2s 1Z s

1 s 2s 2s 1

2

e2 3 2

1 s 2s 2s 1Z s

1 s 2s 2s 2s 1

p a max min g L1 ; 2 ; 3 dB ; 15 dB ; R R 1

13

3n47,26021,0

4881,1

2log2

110

110log

log2

110

110log

n

max

10

3

10

15

a

10

10

max

min

Page 5: Diseño de filtros pasivos

3 2

e1 2

e1

1 s 2s 2s 2s 1Z s

1 s 2s 2s 1

1Z s s

12s

s 1

2

e2 3 2

e2

1 s 2s 2s 1Z s

1 s 2s 2s 2s 1

1Z s

1s

12s

s 1

Eg

Ze

1 H 1 H

2 F 1

1

Eg

Ze

2 H

1 F 1

1

1 F

Page 6: Diseño de filtros pasivos

Ejemplo: Filtro Paso Bajo ; Aproximación de Butterworth

p a max min g L1 ; 2 ; 3 dB ; 15 dB ; R 1 ; R 4

6

2 2 2g L

2 6 6 6

g L

4R R 0,64 0,64 0,36H 0 0,64 H 1

1 1 1R R

6 6

2

6 6

s 0,36 s 0,36s s s

s 1 s 1

CEROS: C1 = -0.8434

C2 = -0.4217 + 0.7304i

C2* = -0.4217 - 0.7304i

C3 = 0.4217 + 0.7304i

C3* = 0.4217 - 0.7304i

C4 = 0.8434

-1 -0.5 0 0.5 1

-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Real Part

Imag

inar

y P

art

POLOS: P1 = -1.0000 P2 = -0.5000 + 0.8660i

P2* = 0.5000 - 0.8660i

P3 = -0.5000 - 0.8660i

P3* = 0.5000 + 0.8660i

P4 = 1.0000

Page 7: Diseño de filtros pasivos

3 2

1 3 2

3 2

e11 2

e11

s 1,6869s 1,4228s 0,6s

s 2s 2s 1

2s 3,6869s 3,4228s 1,6Z s

0,3131s 0,5772s 0,4

1Z s 6,387s

10,3608s

2,1699s 4

Tomando C1 , C2 y C2* :

3 2

1 3 2

2

e12 3 2

e12

s 1,6869s 1,4228s 0,6s

s 2s 2s 1

0,3131s 0,5772s 0,4Z s

2s 3,6869s 3,4228s 1,6

1Z s

16,387s

10,3608s

2,1699s 4

Eg

1

0,3608 F

2,1699 H6,387 H

4

Eg

1

0,3608 H

2,1699 F6,387 F0,25

Page 8: Diseño de filtros pasivos

Tomando C4 , C2 y C2* :

3

2 3 2

3 2

e21 2

e21

s 0,6s

s 2s 2s 1

2s 2s 2s 0,4Z s

2s 2s 1,6

1Z s s

15s

10,25s

4

Eg

1

5 F

0,25 H1 H

0,25

3

2 3 2

2

e22 3 2

e22

s 0,6s

s 2s 2s 1

2s 2s 1,6Z s

2s 2s 2s 0,4

1Z s

1s

15s

10,25s

4

Eg

1

5 H

0,25 F1 F4

Page 9: Diseño de filtros pasivos

3 2

3 3 2

3 2

e31 2

e31

s 1,6869s 1,4228s 0,6s

s 2s 2s 1

2s 0,3131s 3,4228s 0,4Z s

3,6869s 0,5772s 1,6

1Z s 0,5425s

11,4431s

11,5968s

4

Tomando C4 , C3 y C3* :

Eg

1

1,4431 F

1,5968 H0,5425 H

0,25

3 2

3 3 2

2

e32 3 2

e32

s 1,6869s 1,4228s 0,6s

s 2s 2s 1

3,6869s 0,5772s 1,6Z s

2s 0,3131s 3,4228s 0,4

1Z s

10,5425s

11,4431s

11,5968s

4

Eg

1

1,4431 H

1,5968 F0,5425 F4

Page 10: Diseño de filtros pasivos

Tomando C1 , C3 y C3* :

3

4 3 2

3 2

e41 2

e41

s 0,6s

s 2s 2s 1

2s 2s 2s 1,6Z s

2s 2s 0,4

1Z s s

11,25s

4s 4

Eg

1

1,25 F

4 H1 H

4

Eg

1

1,25 H

4 F1 F0,25

3

4 3 2

2

e42 3 2

e42

s 0,6s

s 2s 2s 1

2s 2s 0,4Z s

2s 2s 2s 1,6

1Z s

1s

11,25s

4s 4

Page 11: Diseño de filtros pasivos

Teorema de Reciprocidad

IV R - L - C

a

b

c

d

I VR - L - C

a

b

c

d

2

22 2

2 g2 L 2 2g L2

max L g gg

g

VRP R V I

H j 4 4 R RP R V VV

4 R

2

A2 2

2 g2A L A AA g L2

A max g g gg

L

V

RP R V IH j 4 4 R R

P R V VV

4 R

P2

I2

V2Rg

RL L-CVg

P2A

VgRg

RL

L-C

IA

V

A

Según el Teorema de Reciprocidad: I2 = IA y por lo tanto:

AHH

En el caso que nos ocupa:

Page 12: Diseño de filtros pasivos

Eg

1

5 F

0,25 H1 H

0,25 Eg

1 5 F

0,25 H1 H

0,25

1 Eg

5 F

0,25H 1 H

0,25

Eg

1

5/4 F

4 H1 H

4

Desnormalizando en impedancia

R0 = 4

EJEMPLO

Page 13: Diseño de filtros pasivos

TEOREMA DE LA BISECCIÓN DE BARTLETT

Page 14: Diseño de filtros pasivos

Eg

1

2 F

1 H1 H

1