A5 Filtros Analógicos Activos y Pasivos

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Los filtros analógicos seleccionan qué rango de frecuencias de una señal se deja pasar y cuál se atenúa, retomando esta misma función de transferencia que ya describió el modelo de análisis en frecuencia. Los filtros pasivos, construidos solo con resistencias, capacitores e inductores, son simples pero tienen la desventaja de cargar a la fuente de señal y de no poder aportar ganancia; los filtros activos, que incorporan un amplificador operacional, evitan el uso de inductores voluminosos y además pueden amplificar la señal dentro de la banda que dejan pasar.

Existen distintas familias de aproximación matemática para diseñar la forma de la curva de un filtro, cada una con un compromiso distinto: la aproximación Butterworth es la más plana posible dentro de la banda que deja pasar, sin ondulaciones, pero su transición hacia la banda que bloquea es relativamente suave; la aproximación Chebyshev acepta cierta ondulación dentro de la banda de paso a cambio de una transición mucho más abrupta; y la aproximación Bessel prioriza que todas las frecuencias que deja pasar se retrasen exactamente lo mismo en el tiempo, minimizando la distorsión de señales tipo pulso aunque su transición en frecuencia sea la menos abrupta de las tres.

El orden de un filtro determina qué tan rápidamente cae su respuesta una vez superada esta misma frecuencia de corte que ya describió el modelo de análisis en frecuencia: cuanto mayor el orden, más abrupta la transición, pero también más complejo el circuito necesario. Los filtros de orden alto casi nunca se implementan de una sola vez, sino como una cadena de bloques más simples de segundo orden conectados en cascada, cada uno aportando una parte de la respuesta total deseada.

Por eso este módulo, que abre seleccionando qué frecuencias pasan y cuáles no, cierra mostrando que no existe una única "mejor" forma de filtrar: Butterworth, Chebyshev y Bessel reparten de tres maneras distintas el mismo compromiso entre planitud, abruptez de la transición y fidelidad temporal, y elegir entre ellas es elegir cuál de esas tres cualidades importa más para la señal que se quiere filtrar.

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