¿Qué es un filtro RL paso bajo?
Un filtro RL pasa bajos es un circuito formado por una resistencia y una bobina conectadas en serie, de manera que este permite solamente el paso de frecuencias por debajo de una frecuencia en particular llamada frecuencia de corte (Fc) y elimina las frecuencias por encima de esta frecuencia.
Estos filtros RL no son perfectos, por lo que se hace el análisis en el caso ideal y el caso real.
Nota: La unidad de frecuencia es el hertz, hercio, ciclo por segundo. Ver: Definición de unidades comunes en electrónica
El filtro ideal
El filtro RL paso bajo ideal es un circuito formado por una resistencia y una bobina, que permite el paso de las frecuencias por debajo de la frecuencia de corte (Fc) y elimina las que sean superiores a esta. (ver la figura)
Los componentes del filtro son componentes reales, no ideales, por lo que el resultado del filtrado no es como se muestra en la anterior figura.
El filtro real
La reactancia inductiva (XL) de la bobina cambia con la frecuencia.
Para altas frecuencias
Para altas frecuencias, la reactancia inductiva XL aumenta, y las ondas por encima de la frecuencia de corte (Fc) son atenuadas. A mayor frecuencia, mayor es la atenuación.
Para bajas frecuencias
En cambio, a bajas frecuencias (frecuencias por debajo de la frecuencia de corte), la reactancia inductiva es pequeña. A menor frecuencia, menor es la atenuación del filtro. Ver la figura. Esto causa que estas frecuencias puedan pasar por el filtro con nada o con muy poca atenuación.
Utilizando la ley de Ohm obtenemos:
- Vin = I x Z = I x (R2 + XL2)1/2 , donde Z = impedancia.
- Vo = I x R
- Vo = Vin x R / (R2 + XL2)1/2.
De la última ecuación obtenemos la función de transferencia del filtro real: Vo / Vin = R / (R2 + XL2)1/2
¿Cómo se calcula la frecuencia de corte (FC) de un filtro RL pasabajo?
La frecuencia de corte es aquella donde la amplitud de la señal entrante cae hasta un 70.7 % de su valor máximo. Y esto ocurre cuando XL = R. (reactancia inductiva = resistencia).
Si XL = R, la frecuencia de corte será: Fc = R / (2 x π x L). Donde π = 3.1416
La banda de frecuencias por debajo de la frecuencia de corte se llama banda de paso, y la banda de frecuencias por encima de Fc se llama banda de atenuación.
Nota: ()1/2 equivale a raíz cuadrada.
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