Como
ya se sabe, entre las características que determinan a una señal eléctrica se
encuentra la frecuencia. En muchos
casos, en la práctica, a través de un circuito, puede pasar más de una señal
eléctrica, es decir, pueden pasar señales eléctricas con distinta frecuencia;
sin embargo, se puede dar el caso de que en determinadas circunstancias solo
interesa única y exclusivamente una de las señales que pueden circular por el
circuito. Esta "selección" de
una señal eléctrica según la frecuencia que tenga es lo que hacen los filtros.
Al
principio, los filtros estaban compuestos únicamente por elementos pasivos, es
decir, resistencias, condensadores e inductancias. Sin embargo, la aparición del amplificador operacional ha traído
consigo una mejora notable en la fabricación de los filtros, ya que se ha
podido prescindir de las inductancias.
La mejora conseguida con el cambio de inductancias por amplificadores
operacionales es apreciable en lo que se refiere a respuesta, aprovechamiento
de la energía (menor disipación), tamaño y peso, ya que las inductancias no se
pueden integrar en un circuito y, por tanto, son elementos discretos con un
tamaño considerable. Como desventajas de estos filtros (filtros activos RC)
frente a los filtros fabricados con elementos pasivos (filtros RLC) están las
limitaciones en los niveles de tensión y corriente y los efectos parásitos
inducidos por los elementos activos, como por ejemplo la tensión de
desplazamiento en corriente continua a la salida, la corriente de polarización
en la entrada, etc. Sin embargo, en la
mayoría de las aplicaciones que se dan a los filtros, las ventajas de los
filtros activos RC sobre los pasivos RLC son más numerosas; de ahí que estén
tomando una importancia cada vez mayor en el campo de la ingeniería. Los filtros activos son circuitos compuestos
por resistencias, condensadores y amplificadores operacionales, cuya finalidad
es dejar pasar a través de ellos las frecuencias para las que han sido
diseñados, eliminando por tanto el resto de las frecuencias que no
interesan. Esto se consigue atenuando o
incluso llegando a anular aquellas cuya frecuencia no está en el margen de
frecuencias admisible.
Existen
básicamente cuatro tipos de filtros, que son: filtros pasa-bajas, pasa-altas,
pasa-banda y filtros supresores de frecuencias o rechaza-banda.
Los
filtros pasa-bajas son aquellos que permiten el paso de las frecuencias bajas;
los pasa-altas, por el contrario, sólo permiten el paso de frecuencias altas a
través de ellos; a continuación están los filtros pasa-banda que solamente
permiten el paso de un determinado rango de frecuencias.
Un filtro pasa-bajas sólo permite el paso de señales
con frecuencias menores a f1
Un filtro pasa-altas sólo permite el paso de señales
con frecuencias mayores a f1
En un filtro rechaza banda, las señales con frecuencias comprendidas entre f1 y f2 son las únicas que pasan
El
rango de los filtros pasa-banda evidentemente dependerá de los elementos
utilizados en su construcción y por tanto se podrán seleccionar según sea más
conveniente.
Por
último los filtros supresores de frecuencias, como su nombre indica, son
capaces de atenuar o incluso eliminar frecuencias concretas.
En un filtro rechaza-banda, las señales con frecuencias comprendidas entre f1 y f2 son las únicas que no pasan
El
uso de los filtros se ha incrementado considerablemente en estas dos últimas
décadas hasta el punto de existir volúmenes enteros dedicados a ellos.
Como
muestra puede verse un filtro activo pasa-banda básico. Los valores de los
condensadores y de las resistencias, así como las características del
amplificador operacional utilizado son las que van a determinar el margen de
frecuencias que pueden pasar por el filtro.
[DIAGRAMAS DEL LUGAR DE LA RAÍZ][CIRCUITO OSCILADOR][FILTROS
ACTIVOS]
[PRINCIPIO DE
FUNCIONAMIENTO DEL PLL][PLL DEMODULADOR DE FM]
