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Electrónica · Sensores y señales analógicas

Respuesta en frecuencia de filtros RC

Los filtros RC modifican tanto la magnitud como la fase de una señal de manera diferente según la frecuencia. La frecuencia de corte no es el punto en el que la señal desaparece por completo.

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Filtros RC y respuesta en frecuencia
Filtros RC y respuesta en frecuencia: vista de la simulación →

Significado y funcionamiento

Los filtros de paso bajo transmiten eficazmente las bajas frecuencias, mientras que los filtros de paso alto transmiten las altas frecuencias relativamente bien. La importancia reside en determinar si se debe colocar la salida en la resistencia o en el condensador.

Dado que la reactancia del condensador varía con la frecuencia, la relación del divisor de voltaje también cambia. Los cambios en la amplitud y los desplazamientos de fase en el tiempo son dos aspectos de la misma respuesta.

Relaciones y condiciones de validez

En un filtro RC ideal sin carga, fc=1/(2πRC). En fc, la ganancia en magnitud es 1/√2 de su valor en la banda de paso, aproximadamente −3.01 dB.

La región de bloqueo muestra un cambio gradual, y la carga real y la resistencia de entrada de la siguiente etapa también influyen en la curva. No interpretamos la respuesta de voltaje de este circuito, que carece de un elemento amplificador, como generación de energía.

Qué observar en la simulación

En el corte ambos filtros tienen ganancia 1/√2, aproximadamente −3,01 dB.

Los elementos son ideales y la salida no tiene carga. Se excluyen ruido, efectos parásitos y reproducción de audio. Experimenta en pantalla; no lo reproduzcas con fuentes reales, enchufes ni alta tensión.

Relaciones y símbolos clave

fc = 1/(2πRC) · Hlp = 1/(1+jωRC) · Hhp = jωRC/(1+jωRC)

Símbolos y unidades de las fórmulas
SímboloSignificadoUnidad
fcFrecuencia de corteHz
HRespuesta compleja salida/entradaAdimensional
dB20log₁₀ de la relación de magnitudes de tensióndB

Ejemplo resuelto

¿Cuál es la ganancia en magnitud de los filtros pasa-bajos y pasa-altos en la frecuencia de corte?

Aprox. −3.01 dB

Errores frecuentes

  • No es cierto que todos los componentes con frecuencias superiores a la frecuencia de corte sean inmediatamente 0 en un filtro de paso bajo.

Explorar este concepto con experimentos

Referencias

OpenStax · University Physics Volume 2 (inglés)