Principios de Filtros Activos y Amplificadores de Instrumentación en Electrónica

Fundamentos de Filtros Activos

Conceptos Clave y Terminología

1. El término "polo" en terminología de filtros significa un solo circuito RC.
2. Un resistor y un capacitor se conectan para formar un filtro con una rapidez de la pendiente de caída de -20 dB/década.
3. La respuesta de un filtro pasabanda tiene 2 frecuencias críticas.
4. La frecuencia más baja que deja pasar un filtro paso bajo es 0 Hz.
5. El factor de calidad (Q) de un filtro pasabanda depende de la relación: Q = f₀ / BW, donde f₀ es la frecuencia central y BW es el ancho de banda.
6. El factor de amortiguamiento relativo (DF) de un filtro activo determina la característica de respuesta.
7. Una respuesta máximamente plana se conoce como Butterworth.
8. El factor de amortiguamiento relativo de un filtro es establecido por el circuito de realimentación negativa.
9. El número de polos de un filtro afecta directamente la rapidez de la pendiente de caída.
10. Los filtros paso bajo Sallen-Key son clasificados como filtros de segundo orden.
11. Cuando los filtros paso bajo se colocan en cascada, la rapidez de la pendiente de caída incrementa.
12. En el filtro paso alto, la pendiente de caída ocurre por debajo de la frecuencia crítica.
13. Un filtro paso alto Sallen-Key de 2 polos contiene 2 capacitores y 2 resistores.
14. Cuando un filtro paso bajo y uno paso alto se conectan en cascada para obtener un filtro pasabanda, la frecuencia crítica del filtro paso bajo debe ser mayor que la frecuencia crítica del filtro paso alto.

Amplificadores de Instrumentación y Aislamiento

Evaluación de Conceptos (Verdadero/Falso)

• Los amplificadores de instrumentación son particularmente útiles para amplificar señales pequeñas en un ambiente ruidoso. (V)
• La ganancia de un amplificador de instrumentación no se puede cambiar. (F)
• Un amplificador de instrumentación básico consta de tres amplificadores operacionales. (V) (Nota: El documento original indicaba F, pero técnicamente la configuración clásica de tres operacionales es el estándar industrial).
• Un amplificador de aislamiento prefiere operar solo. (F)
• Un amplificador de aislamiento se compone de dos etapas eléctricamente aisladas. (V)
• Todos los amplificadores de aislamiento utilizan acoplamiento por transformador. (F)

Selección Múltiple y Aplicaciones Técnicas

• Configuración básica: Para formar un amplificador de instrumentación básico se requiere un amplificador operacional con características de alta impedancia y precisión.
• Ajuste de parámetros: Típicamente, un amplificador de instrumentación utiliza un resistor externo para ajustar la ganancia de voltaje.
• Aplicaciones principales: Los amplificadores de instrumentación se utilizan en diversas áreas, excepto en circuitos de filtrado (según el contexto de la pregunta).
• Uso de instrumentos de aislamiento: Se utilizan principalmente en diversas aplicaciones, excepto en ubicaciones remotas.
• Componentes del amplificador de aislamiento: Las dos partes fundamentales son la etapa de entrada y la etapa de acoplamiento, así como la etapa de salida.
• Métodos de conexión: Las etapas de muchos amplificadores de aislamiento se conectan mediante un capacitor (acoplamiento capacitivo).
• Rechazo de modo común: La característica que permite que un amplificador de aislamiento amplifique voltajes de señal específicos es el CMRR (Relación de Rechazo de Modo Común).
• Fuentes de corriente: Una fuente de corriente constante suministrará corriente estable bajo diversas condiciones, excepto con todos los valores de corriente (limitada por el cumplimiento de voltaje).
• Detector de picos: Se compone de un transistor y capacitor o un integrador con diodo y capacitor.