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 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.
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.
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
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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