Filtros RC

Programas: Sek II, electronics courses

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Objetivo

Medir las respuestas en frecuencia de los filtros RC de paso bajo y de paso alto.

El montaje

Fuente: senoidal, amplitud 5 V (valor eficaz 3,54 V), 159,15 Hz — la frecuencia de corte de los filtros. Abajo — el filtro de paso bajo: una resistencia de 1 kΩ y después un condensador de 1 µF, con la salida en el condensador. Arriba — el filtro de paso alto: un condensador y después una resistencia, con la salida en la resistencia. Voltímetros en modo AC en las salidas.

Procedimiento

1. Anote las tensiones de salida de los dos filtros.
2. Ajuste sucesivamente 20, 50, 100, 300, 500 y 1000 Hz y anote las dos salidas a cada frecuencia.
3. Represente las gráficas del cociente \(U_{out} / U_{in}\) frente a la frecuencia. Tome como \(U_{in}\) el valor eficaz de la tensión de la fuente, 3,54 V.

Resultado esperado

A la frecuencia de corte \(f = 1 / (2\pi RC)\) ≈ 159 Hz las dos salidas son de unos 2,50 V — 0,71 de la entrada. A 20 Hz: paso bajo — unos 3,5 V, paso alto — unos 0,44 V. A 1000 Hz: paso bajo — unos 0,56 V, paso alto — unos 3,5 V.

Preguntas

1. ¿Qué filtro sirve para eliminar el ruido de alta frecuencia de la señal de un sensor?
2. ¿Cómo cambiará la frecuencia de corte si se usa un condensador de 0,1 µF?

Respuestas

1. El filtro de paso bajo. Deja pasar casi sin cambios las variaciones lentas de la señal, unos 3,5 V de 3,54 V a 20 Hz, y atenúa las rápidas: a 1000 Hz solo quedan unos 0,56 V. Su frecuencia de corte se elige por encima de las frecuencias de la señal útil y por debajo de las del ruido.
2. Se multiplica por diez: \(f = 1 / (2\pi RC)\) = 1 / (2π · 1 kΩ · 0,1 µF) ≈ 1,59 kHz.