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FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

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1. Filtros Pasa Bajas:

Permiten el paso de frecuencias por debajo de una frecuencia de corte, atenuando las frecuencias por encima de ella.

Ventajas: Adecuados para eliminar ruido de alta frecuencia.

Desventajas: No son ideales para señales de alta frecuencia.

2. Filtros Pasa Altas:

Permiten el paso de frecuencias por encima de una frecuencia de corte, atenuando las frecuencias por debajo de ella.

Ventajas: Útiles para eliminar componentes de baja frecuencia no deseados.

Desventajas: No son efectivos para señales de baja frecuencia.

3. Filtros Pasa Banda:

Permiten el paso de un rango específico de frecuencias entre dos frecuencias de corte.

Ventajas: Ideales para extraer una banda de frecuencias específica.

Desventajas: No filtran adecuadamente frecuencias fuera de la banda deseada.

4. Filtros Rechaza Banda:

Rechazan un rango específico de frecuencias entre dos frecuencias de corte.

Ventajas: Efectivos para eliminar interferencias de una banda de frecuencias específica.

Desventajas: Dejan pasar frecuencias fuera de la banda rechazada.

5. Filtros Activos:

Utilizan componentes activos (amplificadores operacionales) para modificar la señal de entrada.

Ventajas: Mayor control y amplificación de señales débiles.

Desventajas: Mayor complejidad y consumo de energía.

6. Filtros Pasivos:

Utilizan componentes pasivos como resistencias, inductores y condensadores para la filtración.

Ventajas: Simplicidad y menor consumo de energía.

Desventajas: Menos control y amplificación de señales.

7. Filtros Digitales:

Procesan señales digitales utilizando algoritmos matemáticos.

Ventajas: Precisión, flexibilidad de software y almacenamiento de datos digitales.

Desventajas: Requieren conversión analógico-digital y procesamiento digital.

8. Filtros Análogos:

Implementación directa en circuitos analógicos sin conversión digital.

Ventajas: Menos latencia que los filtros digitales.

Desventajas: Menos precisión y flexibilidad.

9. Filtros de Orden Superior:

Tienen una mayor cantidad de componentes de filtrado, lo que proporciona una mayor selectividad.

Ventajas: Mayor precisión en la filtración de frecuencias.

Desventajas: Mayor complejidad y costo.

10. Filtros Adaptativos:

Ajustan sus parámetros en tiempo real para adaptarse a cambios en las señales de entrada.

Ventajas: Útiles en aplicaciones en las que las condiciones de la señal son variables.

Desventajas: Requieren algoritmos avanzados y mayor procesamiento computacional.

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Sea la fórmula de rizado una fórmula que expresa que tan filtrada esta una onda sinusoidal. Es decir:
F_r= \frac{V_{pp}}{V_{máx}}
Si vemos que el Fr se aproxima a cero, entonces la etapa de rizado será mucho mejor a que si fuese mayor a cero.
Teniendo aquella información, se procederá a calcular el valor de rizado porcentual para cada circuito.

Circuito de la figura 4:

Para el circuito el cual solo usa R-L:
R=1kΩ
F_r=1.48/10.1 = 14.65\%
R=270Ω
F_r=0.48/7.27 = 6.60\%
R=82Ω
F_r=0.17/3.59=4.73\%
Para el circuito RLC: (C1=100uF):
R=270Ω
F_r=0.077/10.82=0.71\%

R=1KΩ
F_r=0.136/16.75=0.81\%

Para el circuito RLC: (C2=100uF)
R=270Ω
F_r=0.03/7.27=0.41\%

Para el circuito RLC con 2 capacitores:
R=270Ω
F_r=0.0147/10.77=0.14\%

R=1KΩ
F_r=0.01/16.57=0.06\%

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A pesar de que hayan más de una manera de rectificar la onda completa, una de las más usadas es el puente de diodos y esto ya que se necesita de solamente una fuente sinusoidal.

En los filtrados de los circuitos de la figura 4, se puede observar que el filtrado más eficiente es el del circuito R-L-C con 2 capacitores, esto pues que almacenarán más carga con la cuál rellenar los espacios los cuales se desea filtrar.

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El circuito del principio puede ser sustituido por el dibujado acá, para ayudar con el análisis

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RECTIFICADORES Y FILTRO

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INTEGRANTES:
●       Contreras Chavarría, Joaquín  (20212537B)

●       Dulanto Sánchez, Daniel Elías (20211041C)

●       Rojas Inoñan, Milton Fernando Antonio (20211001A)

●       Romero Pizarro, Oscar Angello Marcelo (20212544I)

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CURSO: Laboratorio de Electrónica 1
Semestre 2023-2

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DOCENTE: Alburqueque Guerrero, Ángel Luis

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27 de setiembre del 2023

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Los circuitos realizados cumplieron exitosamente con su objetivo, tales como filtrado, rectificación o multiplicador de voltaje.

El circuito 1, el cuál es acerca de rectificación de media onda con el diodo 1N4004, nos permite rectificar como su nombre lo dice, una media onda la cuál será dependiendo de su polarización del diodo. En nuestro caso se obtuvo una señal similar a la sinusoidal pero con sus ondas positivas pero con una ligera disminución en su voltaje máximo, esto ocurrido por el efecto del diodo.

En el circuito 2, un rectificador de onda completa con solamente 2 diodos y una resistencia, se logró observar una rectificación de la onda completa; es decir, es como si se le hubiese sacado el valor absoluto a la onda. Este circuito tendrá su señal de salida muy similar (en cuestión de la forma) similar a la señal de entrada pero con una diferencia de voltaje, el cuál es producido por la acción de los diodos.  Posteriormente al agregarse el capacitor en paralelo se puede apreciar que la señal de salida se filtra, este proceso es debido a la carga y descarga del condensador. Se observa que mientras mayor sea la capacitancia habrá un mayor filtro.

El circuito 3 está formado por el famosos puente de diodos, el cuál es el rectificador más común, pues se filtra a partir de una sola onda sinusoidal y con 4 diodos. Este circuito permite "sacar el valor absoluto a la señal de entrada". Posteriormente lo que se añade son resistencias y condensadores en paralelo a las salidas del puente de diodos, lo que hace esto, como en el ejemplo anterior, filtra la señal rectificada para así en algún punto tenerla tan rectificada y usarla como corriente continua. Este circuito es de los más usados para convertir AC a DC.

El circuito 4 es un rectificador de onda de puente de diodos al cuál se le agregan bobinas y condensadores, se puede observar que al inicio se tiene solo la bobina y esto en comparación con el circuito 3 es mejor en cuestión del filtrado. Es decir, es preferible tener más condensadores que bobinas en un filtrado.

El circuito 5, el cuál nos mostró una señal de salida más grande que la señal de entrada, es un multiplicador de voltaje, este efecto ocurre gracias a la carga y descarga del condensador y a que estos están conectados a los diodos, es decir, que este condensador se descargará solamente cuando el diodo esté polarizado en directa, esto permite sumar voltajes y por ellos formar el multiplicador de voltaje visto.

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Para estos casos comenzaremos el análisis desde el sentido negativo de la tensión tal que solo se cargue un condensador.
Cabe recalcar que el 18V que se entrega viene del transformador de una mayor tensión de 220V.
Por lo tanto, el primer condensador se carga con 18V.

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Lo que pasa ahora con el sentido positivo es que se carga el condensador de abajo por el paso de la corriente, pero también a partir de la descarga del primer condensador con lo que al sumarse nos daría que el segundo condensador se carga con 36V, que es el doble de la tensión entregada

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Explicación de las diferencias de valores

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Explicación de las diferencias de valores

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Esta se debe a que utilizamos valores cercanos a los de la guía más no esos, puesto que el transformador no entregan una tensión exacta, asimismo, nuestras resistencias no fueron exactamente las que pedían la guía. Por último, la inductancia entregada tenía un valor diferente con el que simulamos la experiencia en el informe previo. Sin embargo, el objetivo del laboratorio se pudo cumplir, observandose la utilidad de los diodos y circuitos R-C, y C-L-C; en la rectificación y  filtración de la señal, respectivamente.

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Ahora analizando de nuevo el sentido negativo lo que sucede es que se carga el primer condensador con 18V como en el primer paso, además se carga el tercer condensador con 36V a partir de la descarga del condensador de abajo.
Es así que obtenemos dos condensadores cargados y como queremos una triplicación de tensión aplicamos los bornes tal que se dé tres veces la tensión dada al principio

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Como hemos estado analizando conforme se añaden más condensadores, esto también aplica para diseñar y armar circuitos multiplicadores de mucha más tensión. En la foto se muestra un cuadriplicador a partir de la carga de dos condensadores donde uno se carga como en el paso 2 y el cuarto condensador es cargado por el tercero. Así sucesivamente podemos añadir más para conseguir más tensión.

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Los componentes que se utilicen para la fabricación de los multiplicadores de circuitos deben de asegurarse de soportar las tensiones respectivas a los mismos, no es tan elevada como la que se utiliza, pero igual es importante para evitar accidentes, en especial con los condensadores.
Por otro lado el tiempo de recuperación de los condensadores debe ser menor a 20ms para que la descarga sea lenta.

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Por la ley de Ohm procedemos a calcular el Io respectivo

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En circuitos sin filtro, los valores de voltaje en corriente continua son significativamente mayores en comparación con los obtenidos utilizando filtros. Esto se debe a la presencia de condensadores, que no solo filtran la señal para que se asemeje a la corriente continua, sino que también reducen considerablemente el valor de voltaje en la resistencia de carga. En un escenario práctico, esta resistencia de carga podría representar el dispositivo al que deseamos suministrar corriente continua, incluso después de rectificar una corriente alterna. La curva de respuesta se puede interpretar de la siguiente manera: a medida que aumenta la resistencia de carga, el rizado en la señal de salida también aumenta, lo que significa que obtenemos una señal menos filtrada y con un rizado que se asemeja mucho al voltaje promedio medido con un osciloscopio. Además, los filtros reducen el voltaje de salida, lo que indica que, para obtener un rizado menor y, por lo tanto, una señal continua de mejor calidad, necesitamos una mayor tensión de entrada para alcanzar el voltaje de salida deseado

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Por lo general, las aplicaciones de estos circuitos son aquellos donde se necesite justamente, una tensión muy grande pero que no se obtendría fácil por el riesgo de los componentes, usos como:
-En los tubos de rayos catódicos ya que para obtener estos rayos debe haber un voltaje de 20 mil a 100 mil voltios entre ánodo y cátodo.
-Un uso parecido al anterior se obtiene para generar rayos X y rayos gamma.
-En los experimentos de física de alta energía también son muy recurrentes estos tipos de circuitos.