UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA La Universidad Católica de Loja INTEGRANTES: Leonel Llivisaca Jonathan Villagomez Villagomez
DISEÑO E IMLEME!"#CIO! DE U! $IL"%O DE S#L"OS DE IMED#!CI#S #%# EL C#!#L && '()*+( ,-z. $iltro de microondas) Un /ltro de microondas es 0n dis1ositivo con 0na res10esta selectiva en 2rec0encia3 de modo 40e discrimina se5ales de microondas en 20nción de s0 2rec0encia) Las res10estas t61icas son 1aso 7ajo3 1aso alto3 1aso 7anda 8 7anda eliminada 1aso 7anda 8 7anda eliminada)9&: •
$iltro 1asa 7ajas) Son a40ell a40ellos os 40e intro introd0c d0cen en m08 1oca 1oca aten0a aten0ació ción n a las 2rec0 2rec0enc encias ias 40e 40e son menores 40e 0na determinada3 llamada 2rec0encia de corte) Las 2rec0encias 40e son ma8ores 40e la de corte son aten0adas 20ertemente 9(:) Un /ltro 1asa 7ajo corres1onde a 0n /ltro caracterizado 1or 1ermitir el 1aso de las 2rec0encias m;s 7ajas 8 aten0ar las 2rec0encias 2rec0encias m;s altas) 9<: •
$ig) Es40ema de 0n /ltro 1asa 7ajas) Se han han 0til 0tiliz izad ado o gene genera ralm lmen ente te 1ara 1ara la elim elimin inac ació ión n de in2o in2orm rmac ació ión n de alta alta 2rec0encia3 generalmente conteniendo sil7ido 8 r0ido) Con el advenimiento de la circ0iter6a digital3 sin em7argo3 se 0tilizaron 0tilizaron e=tensamente como /ltros anti>aliasing) ?stos son generalmente /ltros @1ared de ladrillo@ '7ricABall /lters.3 as6 llamados de7ido a s0 1endiente casi vertical '*d7 a &d7 1or octava.) Estos /ltros se constr08en en e40i1os digitales 8 son 1or lo tanto inaccesi7les 1ara s0 aj0ste) S0s e2ectos en el sonido 10eden ser a0di7les en e40i1os de 7aja calidad de7ido al severo des1lazamiento de 2ase 8 a la alta inclinación de la 1endiente) 9*: •
$iltro con salto de im1edancia)
Los Los /ltro /ltross con salto de im1ed im1edanc ancia ia 0tiliz 0tilizan an seccio seccione ness altern alternas as de alta alta 8 7aja 7aja im1edancia) #dem;s Las a1licaciones de estos se limitan a 1rocesos donde la 2rec0encia de corte no sea m08 a7r01ta) Los 1ar;metros de 0na sección elemental de l6nea de transmisión)9&:
Elementos en serie 8 en 1aralelo)
$ig)( Circ0itos e40ivalentes a1ro=imados 1ara secciones cortas de l6neas de transmisión) El elemento de derivación de " e40ivalente es &(3 entonces si tenemos 40e FlGH(3 los elementos en serie tienen 0na reactancia 1ositiva3 mientras 40e el elemento de derivación tiene 0na reactancia negativa) or lo tanto
ara 0na corta longit0d de la l6nea 8 0na 1e40e5a im1edancia caracter6stica3 se red0ce a1ro=imadamente a
Lo 40e im1lica 40e el circ0ito e40ivalente de la /g0ra (c) Entonces los ind0ctores en serie de 0n 1rototi1o 1asa>7ajos 10ede ser reem1lazados con secciones de l6nea de alta im1edancia3 8 los condensadores en derivación se 10eden s0stit0ir 1or tramos de l6nea de 7aja im1edancia) La relación hl de7e ser lo m;s alto 1osi7le3 1or lo 40e los valores reales de - 8 l se /jan generalmente a la im1edancia caracter6stica m;s alta 8 la m;s 7aja 40e se 10ede 2a7ricar) Las longit0des de las l6neas a contin0ación se 10eden determinar3 1ara o7tener la mejor res10esta de corte3 esta longit0des de7er ser eval0ados en K K c)9&: •
DISEÑO $IL"%O #S#>#JOS E! MIC%OCI!"#
#hora dise5arN el /ltro 1asa>7ajas de 0tterBorth de octavo orden con microcintas Em1learN 0na 1laca C c08o s0strato es 0n material llamado $%>* 40e es /7ra de vidrio3 c08as caracter6sticas se m0estran a contin0ación
Er *3* - &3mm Se necesita calc0lar las di2erentes longit0des elNctricas de los elementos de la microcinta3 1ara lo c0al se tiene las sig0ientes ec0aciones ara las ind0ctancias βl = gi
Zo Zh
ara las ca1acitancias βl = gi
Zh Zo
Donde gi re1resenta el 1ar;metro normalizado del /ltro '"a7la !ormalizada de 0tterBorth.3 mientras 40e h 8 l corres1onden a las im1edancias tanto 1ara los ind0ctores como 1ara los ca1acitores3 res1ectivamente variando estos valores desde ( a &( P 9Q:) ara este tra7ajo se ha escogido 40e h& P 8 l(P)
A =
√
(
)
0.11 Zh εr + 1 εr −1 0.23 + εr + 1 εr 60 2
A =
√
120
4,4 + 1
60
2 A
+
4,4 −1 4,4 + 1
(
0.23
0.11 4,4
)=
3.288537894
2,74
8 8e Wm = 2 Ae = 2( 2,74 −2) =0.2993000662 h e −2 e
Wm=0.5206690719 × H Wm=0.5206690719 × 1,5 mm Wm=0.7810036079 mm
Se calc0la εe=
εe=
εe=
εr + 1
+
2
4,4 + 1 2 4,4 + 1 2
εr − 1 2 √ 1 + 12 h / Wm
+
+
4,4−1 2 √ 1 + 12 ( 1,5 )/ 0,78 4,4−1 2 √ 1 + 12 ( 1,5 )/ 0,78
ε e =3.046456273 β =
β =
2 πf √ ε e
c 2 πf √ 3.046456273 3 × 10
8
β =90
Con esto encontramos las medidas de las microcintas 1ara ind0ctores
β l 2= g 2
( )
Zo 50 =1,111 =0,5555 100 Zh
l2=0,5555 / 90 =6,17 mm β l 4 = g 4
l 4=
0,9805 90
β l 6= g 6
( )
Zo =1,9615 50 =0,9805 100 Zh
=10,89 mm
( )
50 Zo =1,6629 =0,8314 Zh 100
l 6=
0,8314 90
= 9,23 mm
l8=0,1951 / 90 =2,16 mm
ara los valores de las longit0des 8 el ancho de la microcinta de los ca1acitores se realiza lo sig0iente B=
0,377 π
B=
0,377 π
2 Zl √ εr
2 ( 20 ) √ 4,4
=14,1157
(
)
ε 0,61 Wm 2 = [ ( B−1 ) −¿ ( 2 B−1 )+ r × ¿ ( B −1 ) +0.39− ] h π εr 2 εr
(
)
Wm 2 4,4 0,61 = [ ( 14,1157804 −1 ) −¿ ( 2 × 14,1157804 −1 )+ × ¿ ( 14,1157804 −1 ) + 0.39 − ] 2 × 4,4 4,4 h π
Wm 2 = [ ( 13,1157804 )−( 3,304376 ) + 0.5 × ( ( 2,57381616 ) + 0.39 −0,13863636 ) ] h π
Wm =7,145416696 h
Wm=7,145416696 × 1,5 =10,71812504 mm εe=
εe=
ε r +1 2
+
4,4 + 1 2
ε r −1 2 √ 1 + 12 h / Wm
+
4,4 −1 2 √ 1 + 12 ( 1,5 )/ 10,7181
ε e =3,738556887 β =
β =
2 πf √ ε e
c 2 π ( 2,462 ) √ 3,738556887 8
3 × 10
β =99.721
Con esto encontramos las medidas de las microcintas 1ara ca1acitores β l 1= g 1
( )
20 Zl =0,3902 =0,1560 Zo 50
l1=0,63235 / 99.721 =6,34 mm β l 3= g 3
( )
Zl =1,6629 20 =0,6651 50 Zo
l3=0,6795 / 9 + 99,721 =6,814 mm β l 5= g 5
( )
20 Zl =1,9615 =0,7846 Zo 50
l5=0,66945 / 99.721 =6.7132 mm l 7=
0,4398 99.721
=4,41 mm
Como se ha tomado la im1edancia 7aja de (P 8 la im1edancia alta de &(P3 es necesario hacer el c;lc0lo de los aco1les al inicio 8 al /nal del circ0ito 1ara aco1lar las microcintas a los P de im1edancia de los 10ertos) ara ellos se ha realizado el
sig0iente 1roceso 1ara o7tener los valores del ancho 8 del largo de las microcintas de aco1le A =
A =
√
(
)
Zo εr + 1 εr −1 0.11 0.23 + 60 2 εr + 1 εr
50 60
√
4,4 + 1 2
+
4,4 −1 4,4 + 1
A
(
0.23
0.11 4,4
)=
1.30522
1.30522
Wm 8e 8e = 2 A = 2 (1.30522) =2.542689 h e −2 e −2 Wm=2.542689 × H Wm=2.542689 × 1,5 mm Wm=3,814034411 mm εe=
εe=
εe=
εr + 1
+
2
4,4 + 1 2 4,4 + 1 2
εr − 1 2 √ 1 + 12 h / Wm
+
+
4,4 −1 2 √ 1 + 12 ( 1,5 )/ 3,814034411 4,4−1 2 √ 1 + 12 ( 1,5 )/ 0,78
ε e =3.410842242 β =
β =
2 πf √ ε e
c 2 πf √ 3.410842242 3 × 10
8
β = 95.2308
Con esto se calc0le el valor de la microcinta 1ara el aco1le
βl =90 ° = π / 2 π l=
•
2 95.2308
=16,4946 mm
Sim0lación)
#l 1asar los datos calc0lados al so2tBare #R% Design3 o7tenemos los sig0ientes datos de res10esta del /ltro)
$ig)< Dise5o del /ltro 1asa>7ajos en #R%)
$ig)* %es10esta del /ltro a la 2rec0encia de ()*+(,-z)
$ig) Dise5o del /ltro 1ara ser im1lementado) •
Im1lementación)
$ig)+ Dise5o del /ltro en el so2tBare SolidRorAs)
$ig)Q laca introd0cida en el acido)
$ig) $iltro de saltos de im1edancias 1asa 7ajos a ()*+(,-z) •
r0e7as
$rec0encia de corte Concl0siones)
i7liogra26a) 9&: "ema Q $iltros en microondas3 ,r01o de %adio2rec0encias3 se1tiem7re () 9(: SlideShareT resentations Online $iltros aso 7ajo3 alto 8 7anda3 dis1oni7le en htt1BBB)slideshare)netaicvigo&Q</ltros>1aso>7ajoalto>8>7anda
9<: RiAi1edia la Enciclo1edia li7re htt1es)BiAi1edia)orgBiAi$iltroT1asaT7ajo
$iltro
asa
ajos3
dis1oni7le en
9*: UCLM3 Universidad de Castilla La Mancha3 $iltros3 Dis1oni7le en htt1BBB)in2o> a7)0clm)esla7elecSolarOtros#0diohtml/ltros)html
