Universidad Politécnica Salesiana
Electrónica y Automatización
Integrantes: Dayanna Castillo – Jean Carlos Márquez
Asignatura: Electrónica Analógica
Docente: Ing Rene Zumba
Fecha: 19-10-2020
Período académico: 2021-2022
Práctica #1
Tema: Filtro pasivo “Pasa bajo y Pasa alto”
Resumen:
En el presente trabajo realizaremos los cálculos necesarios mediante ecuaciones para
determinar condensadores, reactancia conductiva y voltaje de salida. Ya que el ejercicio nos propone
encontrar el condensador a partir de la frecuencia de corte, simplemente despejaremos la incógnita
de la ecuación. Luego de obtener los valores de todos los elementos pasivos del circuito se procederá
a realizar una tabla comparativa en la que se pueda observar la variación de los voltajes de salida al
dar frecuencias mayores y menores a la frecuencia de corte. En base a todo lo anteriormente calculado
iremos interiorizando y relacionado los conceptos estudiados sobre filtros pasivos y su
comportamiento con respecto a la variación de frecuencia.
Objetivos:
Generales:

Verificar y simular el comportamiento que transmiten las señales a partir de la
frecuencia de corte en el filtro Pasa-bajo y Paso-alto.

Analizar y demostrar la manera correcta de plantear un circuito para que este cumpla
la función de ser un filtro pasa-bajo o paso-alto.
Específicos:

Comparar los diferentes voltajes de salida obtenidos al variar la frecuencia, teniendo
como referencia a la frecuencia de corte.

Analizar el comportamiento del voltaje de salida luego de realizar las conexiones
correctas en el simulador Multisim.

Demostrar el corte y paso de señales a llegar o no a las frecuencias de corte.
Equipos y materiales:
*Osciloscopio
*Multímetro
*Generador de funciones
*Cables
*Resistencias
*Condensadores
*Protoboard
*Cortadora de alambre o cable.
Fundamento teórico:
Filtro pasivo “Pasa bajo y Pasa alto”
Un filtro es un dispositivo que está diseñado para aceptar o rechazar cualquier señal de
frecuencia a partir de la frecuencia de corte, podemos convertir señales muestreadas en señales
continuas, son implementados en los sistemas de comunicación porque son de gran ayuda al momento
de detectar algún tipo de frecuencia que se esté pronunciando ya sea ruido en específico o una
interferencia.
Existen dos tipos de filtros: pasivos y activos, los filtros pasivos se pueden reconocer por estar
compuestos por diferentes combinaciones serie y paralelo RC o RL, también encontramos 4 tipos de
filtros: Bajo-Alto, Pasa-Alto, Elimina-Banda, Pasa-Banda, a continuación, se detallará dos en
específico.
Los filtros Pasa-Bajo y Pasa-Alto se diferencian por tener contrariedad en el paso de las
señales de frecuencia, en el formato Pasa-Bajo conformado por un circuito RC tenemos como
características principales:
-Las señales de frecuencias menores a la “Frecuencia de Corte” serán las únicas que podrán pasar
mientras las mayores irán atenuándose.
-Todas las señales de menor frecuencia nos dará como resultado, Voltaje de entrada (Ve) = Voltaje
de salida (Vs), en cambio las señales de mayor frecuencia nos darán como resultado un Voltaje de
salida (Vs)= valores aproximados a cero.
En el Filtro Pasa-Alto tenemos elementos RC , la combinación de estos da como resultado la
atenuación de frecuencias menores a la Frecuencia de corte(Fc), tenemos como características:
-Las señales mayores a nuestra Frecuencia de corte (Fc), serán las únicas que podrán pasar.
-A muy altas frecuencias la reactancia del condensador es muy pequeña por lo que se reemplazaría
con Voltaje de entrada (Ve)= Voltaje de salida (Vs).
Desarrollo
Pasa-bajo
En base al siguiente circuito encontrar:
a) Valor del condensador para obtener una frecuencia de corte (7.5 KHz).
b) Voltajes de Salida en diferentes frecuencias.
c) Realizar una tabla comparativa con los diferentes valores obtenidos a partir de cálculos y los
valores simulados.
d) Calcular ángulos de desfasamiento entre el voltaje de salida y el voltaje de entrada.
R1
200Ω
V1
Ve= 4V
4Vrms
Frecuencia = ?
60Hz
0°
0°
Condensador=
C1 ?
1µF
Datos
Voltaje de entrada: 4V
Resistencia: 200 Ω
Condensador: -
a.
Condensador
1
1
𝐹𝑐 = 2𝜋.𝑅.𝐶 → 𝐶 = 2𝜋.𝑅.𝐹𝑐
𝐶=
1
2𝜋. 200Ω. 7500Hz
𝐶 = 106.1033 𝑛𝐹
b.
Reactancia conductiva
𝑋𝑐 =
𝑋𝑐 =
1
2𝜋. 𝐶. 𝐹𝑐
1
2𝜋. 2106.1033 𝑛𝐹. 7500Hz
𝑋𝑐 = 200Ω
Voltaje de salida
𝑉𝑒
𝑉𝑠 =
2
√𝑅 +1
𝑋𝑐
4
𝑉𝑠 =
2
√200 + 1
200
𝑉𝑠 =
4
√2
Vs=2.8284V
Aplicaremos el mismo procedimiento con las siguientes frecuencias:
5Hz, 10Hz, 500Hz, 1KHz, 5KHz, 7.5KHz, 10KHz, 100KHz, 1MHz, 100MHz
c.
Datos del Circuito
Datos Calculados
Voltaje
Frecuencia de Frecuencia
de
Resistencia Condensador
entrada
de corte
entrada
Fases
Fase 1
Fase 2
Fase 3
Fase 4
Fase 5
Fc
Fase 6
Fase 7
Fase 8
Fase 9
Fase 10
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
5
10
500
1000
5000
7500
10000
100000
1000000
10000000
100000000
7500
7500
7500
7500
7500
7500
7500
7500
7500
7500
7500
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
1,06E-07
1,06E-07
1,06E-07
1,06E-07
1,06E-07
1,06E-07
1,06E-07
1,06E-07
1,06E-07
1,06E-07
1,06E-07
Reactancia Voltaje de
capacitiva Salida (Pico)
300000
150000
3000
1500
300
200
150
15
1,50
0,15
0,02
4,0000
4,0000
3,9911
3,9649
3,3282
2,8284
2,4000
0,2992
0,0300
0,0030
0,0003
Vrms
2,828
2,828
2,822
2,804
2,353
2,000
1,697
0,212
0,021
0,002
0,000
Vrms Simulado Decibeles
2,828 V
2,828 V
2,822 V
2,803 V
2,351 V
1,997 V
1,694V
210,859 mV
21,144 mV
2,114 mV
211,45 uV
d.
Voltaje de entrada
Reactancia total
Corriente Total
Frecuencia de
entrada
Modulo
Ángulo
Modulo
Ángulo
Modulo
5
10
500
1000
5000
7500
10000
100000
1000000
10000000
100000000
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
300000,067
150000,133
3006,65928
1513,2746
360,555128
282,842712
250
200,561711
200,005625
200,000056
200,000001
-90
-90
-86
-82
-56
-45
-37
-4
0
0
0
1,33E-05
2,67E-05
1,33E-03
2,64E-03
1,11E-02
1,41E-02
1,60E-02
1,99E-02
2,00E-02
2,00E-02
2,00E-02
Voltaje de Salida
Ángulo Modulo
90
90
86
82
56
45
37
4
0
0
0
4,000
4,000
3,991
3,965
3,328
2,828
2,400
0,299
0,030
0,003
0,000
Ángulo
0
0
-4
-8
-34
-45
-53
-86
-90
-90
-90
Pasa-alto
En base al siguiente circuito encontrar:
a) Valor del condensador para obtener una frecuencia de corte (7.5 KHz).
b) Voltajes de Salida en diferentes frecuencias.
c) Realizar una tabla comparativa con los diferentes valores obtenidos a partir de cálculos y los
valores simulados.
C1
0F
Condensador=
?
V1
0Vrms
Ve= 4V
60Hz
0°Frecuencia = ?
0°
R1
200Ω
0,00
0,00
-0,02
-0,08
-1,60
-3,01
-4,44
-22,52
-42,50
-62,50
-82,50
Condensador
1
1
𝐹𝑐 = 2𝜋.𝑅.𝐶 → 𝐶 = 2𝜋.𝑅.𝐹𝑐
𝐶=
1
2𝜋. 200Ω. 10KHz
𝐶 = 79.6178𝑛𝐹
b.
Reactancia conductiva
𝑋𝑐 =
𝑋𝑐 =
1
2𝜋. 𝐶. 𝐹𝑐
1
2𝜋. 2106.1033 𝑛𝐹. 7500Hz
𝑋𝑐 = 200Ω
Voltaje de salida
𝑉𝑒
𝑉𝑠 =
2
√𝑋𝑐 + 1
𝑅
4
𝑉𝑠 =
2
√200 + 1
200
𝑉𝑠 =
4
√2
Vs=2.8284V
c.
Aplicaremos el mismo procedimiento con las siguientes frecuencias:1Hz, 100Hz, 1KHz, 2.5KHz,
5KHz, 10KHz, 100KHz, 1MHz, 10MHz,100MHz,1GHz
Datos del Circuito
Fases
Fase 1
Fase 2
Fase 3
Fase 4
Fase 5
Fc
Fase 6
Fase 7
Fase 8
Fase 9
Fase 10
Voltaje
de
entrada
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
Frecuencia
de entrada
Frecuencia
de corte
1
100
1000
2500
5000
10000
100000
1000000
10000000
100000000
1000000000
10000
10000
10000
10000
10000
10000
10000
10000
10000
10000
10000
Datos Calculados
Resistencia Condensador
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
7,96E-08
7,96E-08
7,96E-08
7,96E-08
7,96E-08
7,96E-08
7,96E-08
7,96E-08
7,96E-08
7,96E-08
7,96E-08
Reactancia
capacitiva
Voltaje de
Salida (Pico)
Vrms
2000000
20000
2000
800
400
200
20
2
0,20
0,02
0,002
0,0004
0,0400
0,3980
0,9701
1,7889
2,8284
3,9801
3,9998
4,0000
4,0000
4,0000
0,0003
0,0283
0,2814
0,6860
1,2649
2
2,814
2,828
2,828
2,828
2,828
Vrms Simulado Decibeles
283,889 uV
28,388 mV
282,478 mV
688,398 mV
1,269 V
2,004
2,814 V
2,828 V
2,828 V
2,828 V
2,828 V
-80,00
-40,00
-20,04
-12,30
-6,99
-3,01
-0,04
0,00
0,00
0,00
0,00
d.
Diagramas de Bode
PASO – BAJO (Frecuencia de Corte : 7.5 KHz)
PASO –ALTO(Frecuencia de Corte : 10 KHz)
Simulaciones
Se realizó cada uno de los circuitos propuestos en el presente trabajo con la variación de frecuencias,
se les conecto dos multímetros en paralelo para poder medir el voltaje de entrada y de salida; estos datos
obtenidos son voltajes eficaces. De igual forma se conectó un osciloscopio para poder visualizar la variación
de voltajes con su respectivo desplazamiento.
PASA - BAJO
5 Hz
10 Hz
500 Hz
1 KHz
5 KHz
7,5 KHz
10 KHz
100 KHz
1 MHz
10 MHz
100 MHz
SIMULACIONES FILTRO PASO ALTO
1 Hz
100 Hz
1 kHz
2,5 kHz
5 kHz
10 kHz
100 kHz
1 MHz
10 MHz
100 MHz
Conclusiones

Después de realizar todos los cálculos correspondientes se determina que el filtro PasaBajo y Paso- alto, permite el paso de señales ya sean superiores o inferiores a la
frecuencia de corte según aplique el filtro.

Podemos concluir que el filtro Pasa-Bajo es un circuito que permite la entrada de
señales de frecuencia menores a la frecuencia de corte, lo cual provoca que, mientras
esté por debajo de nuestra frecuencia de corte nuestro Vs=Ve y a partir de frecuencias
mayores nos dé como resultado un voltaje de salida con valores aproximados a cero lo
cual se conoce como una atenuación.

En última instancia, el filtro Pasa-Alto el Voltaje de salida (Vs) = Voltaje de entrada
(Ve) siempre y cuando sea mayor la frecuencia a la frecuencia de corte. Esto indica
que, en el filtro Pasa-Alto el Voltaje de salida(vs) va hacer el voltaje de la resistencia
por esta razón se requiere que la frecuencia sea alta para que la reactancia del
condensador (XC) sea baja y así su caída de tensión sea casi nula.
Referencias
R. Boylestad; “Electrónica: Teoría De Circuitos Y Dispositivos Electrónicos”; Editorial Prentice Hall / Pearson
Educación, Décima Edición; México, 2009, 912 P.