Se pueden construir filtros mucho más selectivos con las frecuencias encadenando varios filtros de dichos tipos. Así encadenando un filtro de orden 1 y otro de orden 2, se obtiene un nuevo filtro de orden 3. Para lograr esto se deben usar siempre el mayor número posible de filtros de orden 2 situando en primer lugar el de orden 1, dependiendo del orden de filtro a construir. De este modo se logra que la curva de respuesta sea mucho más vertical y más próxima a la frecuencia central acercándose a la respuesta ideal. Pero esta construcción también es más cara y no siempre merece la pena emplearla. Más tarde, se muestran las distintas estructuras de orden 1 y 2 para filtros pasa altos y pasa bajos.
FILTROS PASA ALTOS
Se trata de un filtro que permita el paso de las frecuencias superiores a una frecuencia conocida llamada frecuencia central (fc) atenuando enormemente las frecuencias inferiores a dicha frecuencia central. En los gráficos inferiores se puede observar la respuesta ideal para un filtro de este tipo y la respuesta real lograda debido a las limitaciones de la electrónica; y es que ya se sabe: en electrónica no existe nada ideal. Su símbolo es el que se muestra en el dibujo de la derecha. Para este caso la frecuencia de corte estará establecida en fc = 1 KHz.
En los siguientes montajes se puede observar los diferentes circuitos para filtros pasa altos de orden 1 (a) y de orden 2 (b). Su diseño obedece a la estructura de Sallen-Key. Obsérvese que el número de orden del montaje coincide con el número de células R-C, cuyo fundamento ya se explicó con anterioridad y que será el mismo para cualquier tipo de filtro.
FILTROS PASA BAJOS
Se trata de un filtro que permita el paso de las frecuencias inferiores a una frecuencia conocida llamada frecuencia central (fc) atenuando enormemente las frecuencias superiores a dicha frecuencia central. Al igual que en el filtro pasa altos, su respuesta no es ideal, en los gráficos aportados se puede observar dicha diferencia creada por las limitaciones de la electrónica. El símbolo para representarlo gráficamente es el dibujo de la izquierda. Para este caso la frecuencia de corte estará establecida en fc = 1 KHz.
En los siguientes montajes se puede observar los diferentes circuitos para filtros pasa bajos de orden 1 (a) y de orden 2 (b). Su diseño obedece a la estructura de Sallen-Key. Obsérvese que el numero de orden del montaje coincide con el número de células R-C, cuyo fundamento ya se explicó con anterioridad y que será el mismo para cualquier tipo de filtro. El diseño es igual que para el filtro pasa altos pero intercambiando la resistencia por el condensador y el condensador por la resistencia.
FILTRO PASABANDAS
Encadenando en cascada un filtro pasa bajos con frecuencia de corte fcs y conectando a su salida otro filtro pasa altos con frecuencia de corte fci se obtiene un filtro pasa banda en el cual su respuesta sólo permitirá el paso de un determinado rango de frecuencias cercanas a una frecuencia central fo. Es importante señalar que la frecuencia de corte del pasa bajos debe ser mayor que la correspondiente del pasa altos: fcs > fci La gráfica de arriba muestra las respuestas para un pasa altos sumada a la de un pasa bajos y como se establece una zona de intersección que será aproximadamente la respuesta del nuevo filtro pasa banda.
Al igual que con los demás filtros el pasa banda no tiene una respuesta ideal (a) frente a las diferentes frecuencias, sino que tiene cierta imperfección (b), (ver gráfico adjunto).
Para determinar la calidad de un filtro pasa banda, es decir, la respuesta selectividad de éste frente a las frecuencias, se definen:
· Ancho de banda (BW): es la gama de frecuencias a las cuales se las permitirá el paso, es igual a la diferencia de las frecuencias de corte superior e inferior: BW = fcs - fci
· Calidad (Q): es la proporción establecida entre la energía máxima acumulada en el circuito y la disipada durante un ciclo. Dicho con otras palabras es la relación entre la frecuencia de corte o central y el ancho de banda: Q = fo / BW
FILTRO ELIMINA BANDA
Si la conexión de los filtros en vez de realizarse en serie se hiciera en paralelo se obtendría un filtro elimina banda cuyo propósito es eliminar un determinado rango de frecuencias situadas alrededor de una frecuencia central dada. Su funcionamiento será igual que el elimina banda sólo que con efectos inversos.
Como ya es habitual también se muestra su gráfica de respuesta ideal y real. Este tipo de filtro no se verá con más detalle, ya que su funcionamiento es idéntico al filtro pasa banda. Las ecuaciones usadas para los demás filtros también son de aplicación para este filtro.
FILTRO PASABANDE DE MULTIRREALIMENTADO
Se trata de construir un filtro tipo pasa banda pero con una realimentación múltiple. Esta realimentación permitirá lograr una ganancia positiva para a aquellas frecuencias próximas a la frecuencia central. El diseño general para este tipo de filtros no sigue las directrices para los filtros anteriores. Su estructura de Sallen-Key sería la que sigue:
En este filtro las frecuencias seleccionadas para pasar, además son amplificadas según el valor para Av seleccionado, es decir, la amplificación puede ser definida en su diseño según las necesidades. También es cierto que en los demás filtros ya vistos se puede ajustar esta amplificación, pero normalmente se regula para que la ganancia máxima no pase de 0dB, es decir, no exista amplificación, simplemente se permite el paso de ciertas frecuencias
La respuesta para este filtro sería igual que para el pasa banda normal, sólo que la banda de frecuencias más próximas a la central está amplificada y es más brusca la subida, es decir, es más selectivo
