Elimine el ruido eléctrico no deseado con condensadores

 

El filtrado es una parte fundamental de muchos circuitos y tiene una amplia gama de aplicaciones, incluido el procesamiento de audio, la recepción de radio y el acondicionamiento del circuito de potencia. Una comprensión básica de los condensadores como un componente de filtrado comienza con la comprensión de los tipos de filtros y lo que hacen.

En general, los filtros se utilizan para eliminar partes no deseadas de una señal. Se pueden usar, por ejemplo, para bloquear las frecuencias indeseables emitidas cerca de un receptor de radio (es decir, para reducir la interferencia de radiofrecuencia radiada). Debido a que los filtros de procesamiento de señal responden a la frecuencia, existen diferentes tipos de filtros, determinados por la frecuencia a la que afectan.

Los diferentes tipos de filtros de procesamiento de señal

Filtros de paso bajo

Como su nombre lo sugiere, los filtros de paso bajo bloquean las frecuencias altas, al tiempo que permiten las bajas frecuencias a través del circuito.

 Filtros de paso alto

Los filtros de paso alto realizan la función opuesta, permitiendo altas frecuencias y bloqueando las bajas.

 Filtros de parada de banda

Los filtros de parada de banda hacen lo contrario de los filtros de paso de banda bloqueando un rango de frecuencias limitadas y permitiendo el paso de todas las demás frecuencias.

Más allá de sus diferencias funcionales, los filtros se pueden dividir en tipos activos y pasivos: los filtros activos requieren una fuente de alimentación externa, mientras que los filtros pasivos no.

Aplicaciones de condensadores de filtroCondensadores en el filtrado de circuitosLos condensadores, son el componente del circuito que bloquea las bajas frecuencias. Sin embargo, no están limitados a su uso en filtros de paso alto solamente. Dependiendo de la configuración del circuito, los condensadores también se pueden utilizar en la formación de filtros de paso bajo (por ejemplo, un condensador con una resistencia puede formar un filtro de paso alto o paso bajo, dependiendo de la disposición de las partes) .Los condensadores, también se pueden usar como parte de un sistema de paso de banda o de paso de banda para determinar el límite inferior de la señal que pasa el circuito (el umbral inferior del sistema de paso de banda, por ejemplo). 

Condensadores variables, (aquellos con una capacitancia que puede ser modificada ya sea mecánica o electrónicamente) se usan a menudo como el componente de ajuste de un receptor de radio.Condensadores utilizados en aplicaciones de filtrado de ruidoLos condensadores constan de dos partes principales: una capa aislante llamada dieléctrico, intercalada entre dos conductores eléctricos llamados "placas". Los condensadores utilizados en aplicaciones de filtrado de ruido, se pueden dividir en tres tipos principales, de acuerdo con el material utilizado para el dieléctrico:Cerámica: se caracteriza por una larga vida útil y alta tensión, pero baja capacitancia. Estas son una elección general de uso frecuente.Película plástica: una delgada lámina de plástico para el dieléctrico puede estar compuesta de cualquier número de plásticos (mylar, polipropileno, etc.). Los condensadores de película son relativamente grandes y caros, pero ofrecen un alto voltaje y una duración excepcionalmente larga, con condensadores de película metalizada que ofrecen la mejor durabilidad. Debido a la corta ruta de corriente inherente a los condensadores de película, las pérdidas óhmicas (ESR) son muy bajas. Estas son la mejor opción para aplicaciones de ruta de señal de audio de alta gama.Electrolítico: un aislante químico se aplica directamente a una de las placas, lo que permite que las placas estén mucho más juntas, lo que aumenta la capacitancia. Como resultado, estos condensadores ofrecen alta capacitancia a bajo costo, y son ideales para el filtrado de potencia. Sin embargo, tienen una vida más corta que los otros tipos y son propensos a la fuga de corriente a través de las placas.Aplicaciones de los filtros del circuito del condensadorLos capacitores se pueden usar con gran efecto, tanto para imponer límites en los sistemas en los que se emplean como para ordenar la información en la señal. Por ejemplo:Audio doméstico: se puede emplear un condensador en un receptor estéreo doméstico para bloquear las frecuencias más bajas en una señal enviada al cono de agudos en el conjunto de altavoces. Esto asegura que el tweeter, solo tiene que reproducir los sonidos de mayor frecuencia para los que está diseñado.Audio / Música en vivo: los filtros de parada de banda, se usan frecuentemente para eliminar o reducir la retroalimentación del equipo de amplificación, al impedir una banda de frecuencia estrecha (a veces denominada "muesca") y evitar así el desarrollo del bucle de retroalimentación y el sonido resultante. Los filtros de paso alto, también se emplean con frecuencia para limpiar señales de audio de instrumentos que no sean bajos: a menos que un canal tenga frecuencias muy bajas (como el bajo o el piano), es poco probable que las frecuencias muy bajas contengan un sonido útil , por lo que un filtro de paso alto entre la fuente de señal (como un micrófono) y la placa puede permitir una mayor calidad de sonido.Grabación: los filtros de paso bajo, se utilizan para eliminar o reducir la sibilancia (o "silbido") que a menudo está presente en las grabaciones de los micrófonos. Los filtros anti-aliasing, son otro tipo de filtro de paso bajo, utilizado en la conversión de analógico a digital para acondicionar la señal analógica y garantizar que cumple los requisitos del teorema de muestreo.Electrónica / Circuitos de potencia: Los condensadores se pueden emplear en circuitos de parada de banda, para proteger los componentes electrónicos delicados. Algunos dispositivos son sensibles a los armónicos en la fuente de alimentación y requieren un "acondicionamiento" de la fuente de alimentación para eliminar estas frecuencias armónicas específicas. En estos casos, se usa un circuito de parada de banda para permitir que la forma de onda de potencia fundamental pase, pero no el rango de frecuencia más alta que contiene los armónicos. A pesar de ser en general un sistema de "paso bajo" (que filtra los armónicos de mayor frecuencia), este filtro de parada de banda todavía emplea condensadores para definir el límite superior de la banda de frecuencia bloqueada.Los condensadores, se pueden encontrar en todo tipo de componentes electrónicos que utilizamos, desde los amplificadores de guitarra hasta el arrancador de su automóvil y hasta el protector de sobrevoltaje en el que está conectada su computadora en este momento. Comprender los distintos tipos y cómo funcionan es conocimiento crítico para cualquier ingeniero eléctrico.

Autor;
Zach Wendt

Traducción: José Hernández

Fuente: https://www.arrow.com/en/research-and-events/articles/using-capacitors-to-filter-electrical-noise

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