Modelado matemático en Ingeniería
Calculaciones paso a paso para diseñar un filtro de baja velocidad de Butterworth
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Diseñar un filtro de baja velocidad de Butterworth implica calcular parámetros específicos para lograr la frecuencia de corte deseada y el orden de filtro. Este proceso garantiza que el filtro proporciona una respuesta suave con una mínima onda en la banda de paso.
Determinar las especificaciones del filtro
Identificar la frecuencia de corte (f]c) y la atenuación aceptable en la banda de paso. Estas especificaciones influyen en el orden de filtro y los valores de componentes.
Calcular la Orden de Filtro (n)
El orden del filtro Butterworth se calcula utilizando la fórmula:
n = log10 [10]0.1Amax] ] [FLT] [FLT] [FLT] [FLT] [FLT]] [FLT] [FLT] [FLT]] [10FLT]
Donde Amax] es la atenuación máxima de la banda de los decibeles, y f]top y f]pass[ son las frecuencias de la banda de parada y de la banda de pasas, respectivamente.
Calcular la frecuencia de corte
La frecuencia de corte (f]c]) se especifica normalmente por los requisitos de diseño. Es la frecuencia en la que la respuesta del filtro baja a 3 dB por debajo del nivel de banda.
Determinar los valores de componentes
Utilizando el orden de filtro calculado y la frecuencia de corte, se determinan los valores de componentes para resistores y condensadores. El prototipo normalizado de baja velocidad tiene valores estándar, que se escalan a la frecuencia de corte deseada.
- Calcular los valores de componentes normalizados para el filtro prototipo.
- Escala estos valores según la frecuencia de corte.
- Elija valores de componentes estándar cerca de los calculados.