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OBJETIVOS
Tras realizar este ejercicio práctico, el estudiante sabrá cómo:
• Diseñar y construir un filtro de paso bajo de primer orden con R y
C.
• Capturar y mostrar la señal con el disparo de un osciloscopio
digital.
• Medir la información de amplitud (valor de pico a pico) de la señal
de entrada y salida.
• Comprobar el funcionamiento del filtro de paso bajo de RC y
calcular la frecuencia de corte.
EQUIPO
Para realizar este experimento, necesitará:
• TBS1KB: osciloscopio digital de Tektronix.
• Resistencia y condensador.
• Generador de señal (AFG3K o 2K).
• Sonda de tensión (suministrada con el osciloscopio) o cables BNC.
• Placa de pruebas y cables de conexión.
TEORÍA
Conceptos clave:
• Un filtro es un circuito que deja pasar ciertas frecuencias y
bloquea otras.
• El rango de frecuencias de entrada que consigue pasar sin
ninguna atenuación se denomina banda de paso.
• El rango de frecuencias de la señal de entrada que se bloquea o
se atenúa de forma significativa se denomina banda de rechazo.
• La transición de la banda de rechazo a la de paso o viceversa se
denomina frecuencia de corte. Es la frecuencia donde la
alimentación de salida se sitúa 3 dB por debajo de la de la banda
de paso (o donde la amplitud es del 70,7% de la de esta).
• Un filtro de paso bajo deja pasar las frecuencias inferiores a la
frecuencia de corte y bloquea las superiores.
• La frecuencia de corte del filtro de paso bajo de RC se determina
en función de:
RCLowPassFilter -- Procedures
Step 1
CONFIGURACIÓN DEL CIRCUITO O DUT
• Construya el circuito como se muestra a continuación: Elija: R = 10
K. C = 1 nF.
• Conecte la salida del generador de señal a V_in, la entrada del
circuito.
• Seleccione una onda sinusoidal de 2 Vpp y una frecuencia de 100
Hz.
Step 2
CONFIGURACIÓN DEL EXPERIMENTO
• Encienda el osciloscopio.
• Conecte la sonda del canal 1 del osciloscopio a V_in.
• Conecte la sonda del canal 2 para medir la tensión de salida
(V_out).
• Adquiera la o las señales del circuito en el osciloscopio.
Step 3
• Establezca los valores de autoconfiguración en el osciloscopio
para ver y capturar la señal de forma eficiente.
• Si la característica AUTOSET (AUTOCONF.) no está activada,
defina manualmente las escalas horizontal y vertical, así como la
condición de disparo, para ver de 3 a 4 ciclos de forma de onda sin
realizar ningún recorte.
Step 4
ADICIÓN DE MEDIDAS
• Para ir al menú de medidas, pulse el botón MEASURE (MEDIDAS)
en el panel frontal del osciloscopio.
• Pulse CH1 (el canal que se va a medir) y seleccione las medidas
de PEAK-PEAK (VPICO-PICO) y FREQUENCY (FRECUENCIA) con
el botón Multi-Purpose Knob (Mando multiuso) o MPK.
• Seleccione también la medida de PEAK-PEAK (VPICO-PICO) para
CH2.
Step 5
• En la frecuencia de señal de entrada de 100 Hz, registre la
amplitud de pico a pico de entrada y salida.
Step 6
• Mantenga la amplitud constante (2 Vpp) y cambie la frecuencia de
entrada (frecuencia de señal de AFG) a 200 Hz. Registre la
amplitud de pico a pico de entrada y salida.
• Continúe aumentando la frecuencia de entrada (frecuencia de
señal de AFG) en intervalos de 100 Hz (hasta los 10k Hz) y registre
la amplitud de pico a pico de salida.
Step 7
• Calcule una ganancia de 20 x registro (V_out / V_in). Represente
gráficamente la ganancia respecto a la frecuencia.
• Busque un punto con una ganancia de -3 dB para calcular la
frecuencia de codo o corte del circuito.
Step 8
• Compare el valor de la frecuencia de corte (calculado con el valor
de RC) con el valor real que ha obtenido de la medida.
Step 9
¿PUEDE RESPONDER A ESTO?
• Cuando el valor del condensador aumenta, ¿qué efecto se
produce en la frecuencia de corte del filtro?