Método avanzado de filtrado de señal por síntesis de red utilizando los polinomios de Butterworth

Byron F. Chere-Quiñonez, Karen Y. Simisterra-Quiñonez, Alejandro J. Martínez-Peralta

Resumen


El filtrado por síntesis de red es un método avanzado en comparación con el método clásico de adaptación de impedancia imagen. El polinomio de Butterworth representa el primero del diseño de filtros por síntesis de red y experimenta una mayor aproximación en la banda pasante, que las que presentan los filtros clásicos, así como una mayor atenuación en la banda atenuante, que los elaborados por medio de la adaptación de impedancia imagen. El objeto de la presente investigación es el diseño, simulación e implementación del filtrado de señal por síntesis de red utilizando los polinomios de Butterworth. La metodología aplicada fue de tipo cuantitativa, empírica, determinística, inductiva, mixta documental-experimental. Las variables en estudio fueron amplitud y atenuación en función de la frecuencia, pero también se midieron las fases con respecto a la frecuencia. Para la simulación se utilizó software Multisim. También se realizó el montaje físico de dicho circuito eléctrico y se hicieron las pruebas de medición con los equipos de laboratorio, a saber: generador de señal, osciloscopio y voltímetros, hasta verificar la respuesta de frecuencia tanto en la banda pasante como en la banda atenuante, durante 2 meses. Una vez realizadas las pruebas se obtuvo como resultado que en la banda pasante se presenta una ondulación plana produciendo una buena pendiente de caída de 3 dB, en la frecuencia de corte y desde donde presenta una atenuación monótonamente creciente en la magnitud de respuesta. En la respuesta de fase se observa un comportamiento bastante lineal con cierto retardo de tiempo que lo sitúa con mayor aproximación de filtrado al ideal que los que se obtienen por la teoría clásica de filtrado, pero en desventaja en comparación con otros polinomios por el método de filtrado por síntesis de red. Se concluye que la pendiente de caída en la frecuencia de corte es de una mayor pendiente que la obtenida en la teoría clásica de adaptación de impedancia, en el mismo orden de filtro, que fue n=3.Se recomienda desarrollar otras investigaciones con nuevos polinomios tales como el de Chebishev, Legendre, Bessel, Elipticos, Hermite, entre otros, para contrastar respuestas en amplitud y fases de acuerdo a los requerimientos particulares del diseño de filtros.       


Palabras clave


filtrado de señal por síntesis de red; polinomios de Butterworth; simulación; banda pasante.

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DOI: http://dx.doi.org/10.23857/dc.v3i3%20mon.708

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