¿Cómo diseñar un filtro de paso bajo pasivo 4º / 6º / 8º?

Su razonamiento para no usar un amplificador operacional es básicamente defectuoso. Aquí te cito: -

  

Por supuesto, se aplicará un seguidor de voltaje a la salida del   filtro pasivo.

De hecho, este seguidor de voltaje se puede convertir en un filtro de paso bajo de segundo orden utilizando la topología de teclas sallen: -

Comopuedever,elamplificadoroperacionalestáconfiguradocomounseguidordevoltaje(gananciaunitaria)peroengeneral,debidoalaretroalimentacióndeC1,elcircuitosecomportacomounfiltrodepasobajodesegundoorden.

Otropuntoestambiénmuydefectuoso:-

  

Elmotivoporelqueusamosunfiltropasivoesparaevitarlosruidosprovocadospor  OpAmps

Elusodecomponentespasivosparalograrunfiltrodepasobajodeordenaltode~1.5kHzesrealmenteproblemáticopordosrazones.Enprimerlugar,laQdelcircuito,sideseaobtenerunbuenrendimientodelfiltro,losfiltrosRCESTÁNFUERA,nolograránunaQlosuficientementedecenteparaobtenerelrendimientodebandadeparadaqueprobablementeseanecesario,porloquedebeusarlosfiltrosLCRPEROLafrecuenciadeoperación,eltamañodelinductorseráproblemáticoyserámuchomáscostosoqueunamplificadoroperacionalbásicomediodecente.Estoyhablandodedólarescontracentavosaquí.

Y,ensegundolugar,sipudierasalirseconlosfiltrosRC,paraobtenerunrendimientodecente,losvaloresdelaprimeraetapadeRyX\$_C\$deberánsersignificativamentemáspequeñosquelosvaloresdelasegundaetapaenParanocargarexcesivamentela1ªetapaconlaimpedanciadeentradadela2ªetapa.Estosignificaaltosvaloresderesistenciayaltoruido.

DosetapasRCtedanunsegundoorden.Paralograrel8ºordennecesitarás8etapas.Digamosquelaprimeraetapausaba100ohmiosycadaetapasucesivausabaunaresistenciaqueerasolo3vecesmásgrande(5xseríamejor).300ohmiosparala2ªetapa,900ohmiosparala3ªetapa,2k7parala4ª,8k1parala5ª,24k3parala6ª,72k9parala7ªy218k7parala8ª-esaresistenciafinalproducirá2,3uVRMSderuidoentodoUnanchodebandade1.5kHz.Unamplificadoroperacionaltípicoconunruidode10nV/sqrt(Hz)producirá0.39uVRMSenelmismoanchodebanda.

Miconsejoextremadamenteseguroesolvidarsedelosfiltrospasivosyusaramplificadoresoperacionales.Utilicevarios"seguidores de voltaje" configurados como filtros de llave sallen. Enlace a la gran calculadora.

Si quiere probarse a sí mismo que un filtro de paso bajo de segundo orden hecho de R y C no puede alcanzar una Q mayor que 0.5 here es una calculadora: -

Un diseño de filtro pasivo de orden superior debe hacerse con la ayuda de tablas de filtros (que se encuentran en manuales de filtros especializados) o, preferiblemente, con la ayuda de programas de diseño de filtros adecuados. Dichos programas están disponibles de forma gratuita, por ejemplo: diseño de archivos AADE (www.aade.com). Este programa ofrece varias alternativas de topología hasta un orden de filtro de n = 16.