Diseñar un filtro para conseguir una respuesta en frecuencia específica

Question

Estoy intentando diseñar un circuito que filtre y amplifique una señal analógica. El objetivo es conseguir la respuesta en frecuencia de la figura siguiente.

Tenía previsto utilizar un filtro paso bajo activo de segundo orden con una ganancia de 24 (A1) y un filtro paso alto activo de segundo orden con una ganancia de 2 (A2). Sin embargo, mi profesor me ha dado recientemente información sobre mi propuesta de diseño de filtro que simplemente dijo "Esto no va a funcionar".

Tengo entendido que este gráfico apareció en otra pregunta pero no pude entender lo que se preguntaba así que simplemente enumeraré mis preguntas.

1) ¿Por qué el diseño del filtro que propongo no alcanza la respuesta en frecuencia requerida?

2) ¿Qué otros circuitos podrían producir esta respuesta en frecuencia?

Nota: He mirado lo de los amplificadores sumadores pero no estoy seguro de cómo podrías separar el HPF y el LPF para igualar las ganancias en A1 y A2 sin que la señal pase por el filtro que la bloquea ya que las ramas de entrada de los amplificadores sumadores estarían en paralelo.

La única restricción es que no podemos utilizar la electrónica digital.

Answer 1

1= Una vez que el filtro de paso bajo ha "matado" ciertas frecuencias, el filtro de paso alto no puede "devolverlas a la vida" (el filtro de paso alto tiene una ganancia constante para ciertas frecuencias, digamos las más altas a fh, pero el de paso bajo tiene una atenuación cada vez mayor -teóricamente hablando al menos- para esas frecuencias. Así que el filtro de paso bajo gana).

2- La respuesta en frecuencia mostrada se obtiene fácilmente con un polo en la frecuencia fl y un cero en la frecuencia fh

Answer 2

Lo que está buscando se llama filtro de estantería .

Estas son las topologías y ecuaciones de diseño que puedes utilizar para una implementación analógica de la misma:

Fuente .

Answer 3

• El filtro de primer orden es de 6dB/octava o 20dB/década
• La segunda orden es 2 veces superior, etc. para 3 veces.
• el punto de ruptura está definido por -3dB o 0,707 de relación (rt2)
• La relación 1/2=50% es cuando X(f)=R en un filtro de primer orden.

Defina los valores (SPECS) 1º N.B. Recuerde esto para todos los diseños

(aprende a leer las escalas de registro)

Especificaciones de diseño

• A1 (< f1) = 20

• f1 = 400 Hz

• A2 (> f2) = 5

• f2 = 5kHz

• Pendiente (dB/oct o dB/década o 10:1 por década por orden) ~ 1er orden

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• casi de primer orden pero no del todo. (< 1)
• La pendiente de primer orden sería A2=2 @ 4kHz en lugar de 5 @ 5kHz
  • La forma es un LPF seguido de un HPF más alto por lo que 2 R ratio para A1 en f2 con puntos de ruptura en f1,f2 con RC equivalente
  • Así que dos filtros de 1er orden, un LPF y un HPF , ¿Qué orden? ¿Importa? sí, ya que tiene una ganancia DC.