¿Cómo es el circuito RC un filtro de paso bajo y el circuito CR un filtro de paso alto?

El circuito RC, que consta de una resistencia (R) y un condensador (C), actúa como un filtro de paso bajo, permitiendo el paso de señales de baja frecuencia mientras atenúa las señales de alta frecuencia. Por otro lado, el circuito CR, que es la configuración inversa con un condensador (C) y una resistencia (R), sirve como filtro de paso alto, permitiendo el paso de señales de alta frecuencia mientras suprime las señales de baja frecuencia. Aquí hay una explicación detallada de cómo funciona cada circuito como filtro:

Filtro de paso bajo RC:

1. Configuración del circuito:

  • Componentes:
    • Un filtro de paso bajo RC normalmente consta de una resistencia (R) en serie con un capacitor (C), y la salida se toma a través del capacitor.

2. Mecanismo de filtrado:

  • Impedancia del condensador:
    • A bajas frecuencias, la impedancia (��ZC​) del condensador es alta, lo que bloquea efectivamente la señal.
  • División de voltaje:
    • A medida que aumenta la frecuencia, la impedancia del condensador disminuye. Esto produce un efecto de división de voltaje entre la resistencia y el capacitor, lo que permite que las señales de baja frecuencia pasen más fácilmente.
  • Frecuencia de corte:
    • La frecuencia a la que el voltaje de salida se atenúa al 70,7% (o -3 dB) del valor máximo se conoce como frecuencia de corte (��fc​).
  • Fórmula:
    • La frecuencia de corte está determinada por la fórmula: ��=12���fc​=2πRC1​, donde �R es la resistencia de la resistencia y �C es la capacitancia del capacitor.

3. Respuesta de frecuencia:

  • Señales de baja frecuencia:
    • Las señales de baja frecuencia pasan a través del filtro con una atenuación mínima.
  • Señales de alta frecuencia:
    • Las señales de alta frecuencia se atenúan cada vez más a medida que aumenta la frecuencia.

4. Aplicaciones:

  • Sistemas de audio:
    • Los filtros de paso bajo RC se utilizan comúnmente en sistemas de audio para filtrar el ruido de alta frecuencia y al mismo tiempo permitir el paso de la señal de audio.
  • Acondicionamiento de señales:
    • Acondicionamiento de señales en diversos circuitos electrónicos donde se requiere filtrado para eliminar interferencias de alta frecuencia.

Filtro de paso alto CR:

1. Configuración del circuito:

  • Componentes:
    • Un filtro de paso alto CR consta de un condensador (C) en serie con una resistencia (R), y la salida se toma a través de la resistencia.

2. Mecanismo de filtrado:

  • Impedancia del condensador:
    • A bajas frecuencias, la impedancia del condensador es baja, lo que permite que la señal pase.
  • División de voltaje:
    • A medida que aumenta la frecuencia, aumenta la impedancia del condensador. Esto da como resultado una división de voltaje entre la resistencia y el capacitor, lo que permite que las señales de alta frecuencia pasen más fácilmente.
  • Frecuencia de corte:
    • Al igual que el filtro de paso bajo, la frecuencia de corte es el punto en el que el voltaje de salida se reduce al 70,7 % del valor máximo.
  • Fórmula:
    • La frecuencia de corte en un filtro de paso alto CR viene dada por: ��=12���fc​=2πRC1​, donde �R es la resistencia de la resistencia y �C es la capacitancia del capacitor.

3. Respuesta de frecuencia:

  • Señales de alta frecuencia:
    • Las señales de alta frecuencia pasan a través del filtro con una atenuación mínima.
  • Señales de baja frecuencia:
    • Las señales de baja frecuencia se atenúan cada vez más a medida que disminuye la frecuencia.

4. Aplicaciones:

  • Procesamiento de señal:
    • Los filtros de paso alto CR se utilizan en aplicaciones de procesamiento de señales donde es esencial eliminar o atenuar componentes de baja frecuencia.
  • Sistemas de comunicación:
    • En los sistemas de comunicación, se pueden emplear filtros de paso alto para transmitir señales con un rango de frecuencia específico y al mismo tiempo bloquear interferencias no deseadas de baja frecuencia.

Comparación:

1. Frecuencia de corte:

  • Filtro de paso bajo RC:
    • La frecuencia de corte en un filtro de paso bajo RC es la frecuencia por debajo de la cual las señales se atenúan significativamente.
  • Filtro de paso alto CR:
    • La frecuencia de corte en un filtro de paso alto CR es la frecuencia por encima de la cual las señales se atenúan sustancialmente.

2. Comportamiento de la frecuencia:

  • Filtro de paso bajo RC:
    • Pasa señales de baja frecuencia y atenúa señales de alta frecuencia.
  • Filtro de paso alto CR:
    • Pasa señales de alta frecuencia y atenúa señales de baja frecuencia.

3. Cambio de fase:

  • Filtro de paso bajo RC:
    • Introduce un cambio de fase en la señal de salida.
  • Filtro de paso alto CR:
    • También introduce un cambio de fase en la señal de salida.

En resumen, un filtro de paso bajo RC permite el paso de señales de baja frecuencia, atenuando las señales de alta frecuencia, mientras que un filtro de paso alto CR permite el paso de señales de alta frecuencia, atenuando las señales de baja frecuencia. Ambos filtros desempeñan funciones cruciales en el procesamiento y acondicionamiento de señales en diversas aplicaciones electrónicas. Comprender su respuesta de frecuencia y su frecuencia de corte es esencial para diseñar circuitos de filtrado eficaces.

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