Filtro Paso Bajo

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Práctica. – Filtro Paso Bajo (con integrado LM741)
Monserrath Perales Espinoza
Luisa Mariely Vidal Mata
Lesly Miroslaw
Universidad Autónoma de Querétaro
Ingeniería en nanotecnología
5° semestre 
Microelectrónica 
Letter
1
En esta práctica se elaboró un circuito que representara la simulación de un Filtro de Paso Bajo que hace uso de un integrado LM741, para representar la mejora de una señal que se va a procesar a partir de la reducción del margen de error y de la optimización del mismo. 
1.INTRODUCCIÓN
A. Marco teórico
Filtro Paso Bajo
Un filtro de paso bajo es un filtro que pasa señales de baja frecuencia y bloquea o impide señales de alta frecuencia (ver fig.1).
fig.1 Representación de la función de un Filtro de Paso Bajo.
En otras palabras, las señales de baja frecuencia pasan a través de mucho más fácil y con menos resistencia y las señales de alta frecuencia tienen un mucho más difícil de obtener, por lo que es un filtro de paso bajo.
Los filtros de paso bajo pueden ser construidos usando resistencias con condensadores o inductores, y existen dos tipos: el compuesto por una resistencia y un condensador (que se denomina filtro RC de paso bajo) y el que consiste de una resistencia y un inductor (el cual se denomina filtro de paso bajo RL).
Un filtro paso bajo corresponde a un filtro electrónico caracterizado por permitir el paso de las frecuencias más bajas y atenuar las frecuencias más altas, así todas las frecuencias se pueden presentar a la entrada, pero a la salida solo estarán presentes las que permita pasar el filtro1. 
De la teoría se obtiene que los filtros están caracterizados por sus funciones de transferencia, así cualquier configuración de elementos activos o pasivos que consigan cierta función de transferencia serán considerados un filtro de cierto tipo. 
Este tipo de filtro se caracteriza por ser del tipo activo y por tener la frecuencia de un filtro de un solo polo, que es de f=(1/2πRC); además, el amplificador operacional de este filtro se conecta como amplificador no inversor con la ganancia de voltaje en lazo cerrado en la banda de paso establecida por los valores de R1 y R22.
fig.2 Comparación de un Filtro de Paso Bajo y uno de Paso Alto.
Uso del LM741
Como se mencionó anteriormente, en este tipo de filtro se hace uso de un amplificador operacional, en este caso el LM741, con la configuración no inversora. El circuito no inversor es muy parecido al inversor, la diferencia es que la señal se introduce por el terminal no inversor, lo cual significa que la señal de salida estará en fase con la señal de entrada y amplificada3. 
Fig 4. Amplificador no inversor.
2. Objetivo
· Lograr simular en multisim y comprobar que se entran y salen las señales correspondientes.
· Entender para que se emplea un circuito de Filtro de Paso Bajo.
3. METODOLOGIA
A.Materiales (usados en la simulación)
1. Generador de funciones 
2. Osciloscopio
3. Resistencias de 15 ohms y 1 kohms
4. 1 Capacitor de 1microF
5. LM741
B.Procedimiento
1. Simular el circuito en el programa Multisim. 
2. Comprobar la señal de salida de acuerdo a la entrada y así confirmar que la simulación sea correcta.
4. Simulación en multisim
Para la simulación de este filtro se fijó como frecuencia de corte un valor de 10 KHz, y empleó una capacitancia de 1 µf por lo que al aplicar la fórmula del Filtro Paso Bajo se obtuvo que al despejar el valor de la resistencia correspondiente debía ser de 15Ω (R1).
Fig 5. Esquema del circuito
Fig 6. Simulación del circuito (Resultados: Señal de entrada (color azul) y señal de salida (color rojo)).
Conclusiones:
A partir de la realización de esta práctica se concluye que, en específico, esta aplicación de los amplificadores operacionales, con el uso del Filtro de Paso Bajo o cualquier otro tipo de filtro, se amplía más la posibilidad de realizar un buen análisis e interpretación de lo que ocurre en/con una señal., pues la necesidad de realizar procesamiento de señales y su correspondiente estudio impulsa al diseño de filtros, bien sean activos o pasivos, todo a fin de obtener los patrones información de la mismo. Y debido a que se conoce que en el entorno existen infinidad de interferencias y perturbaciones (ruido) que afectan el análisis y observación de una señal que se quiere procesar, se implementa un bloque filtrador de frecuencias para limpiar y mejorar dicha señal de entrada, como lo hace en este caso el Filtro de Paso Bajo que se implementó en esta simulación, pues nos basamos en el principio de que éste permite el paso de las frecuencias más bajas y atenúa las frecuencias más altas, así en la salida y lectura de dicha señal solo estará presente la información que permita pasar el filtro.
Por lo anterior, se consuma que la práctica de realizó con éxito, pues en la imagen de la simulación (fig. 6), se puede observar que la señal de entrada generada por el Generador de Funciones es de un gran tamaño (10 KHz.) y que la señal de salida salió de un menor tamaño, lo que significa que el Filtro de Paso Bajo ejecutó su trabajo, eliminando el ruido, y filtró dicha señal dándonos como resultado una atenuación en la misma.
REFERENCIAS
[1] learningaboutelectronics.com. Filtro Paso Bajo- Explicado [Versión Electrónica]. Recuperado de: http://www.learningaboutelectronics.com/Articulos/Filtro-paso-bajo.php
[2] Varón, F. y Villamil, J. (2011). Amplificador-LM741 Filtros Activos [Versión Electrónica]. Recuperado de: file:///C:/Users/user/Downloads/AMPLIFICADOR-LM741_FILTROS_ACTIVOS%20(1).pdf
[3] Amplificador no inversor.J.I. Escudero,M.Parada, F. Simón. Sitio web: http://www.electronicasi.com/ensenanzas/electronica-avanzada/electronica-universitaria/electronica-analogica/amplificador-no-inversor/