Quiero crear un filtro de paso bajo o de rechazo de banda para eliminar el zumbido de 50/60 Hz. No podía decidir por dónde empezar. Usaré este filtro para eliminar el ruido de 50Hz donde realizo la adquisición de datos de una señal a través de un cable BNC.
Se podrían usar filtros activos o pasivos, pero no conozco las compensaciones.
En muchas aplicaciones de muestreo digital es posible eliminar el ruido de la red al muestrear la señal con el doble de frecuencia de red y promediando el resultado de cada par de muestras.
La imagen muestra un zumbido superpuesto en una señal constante. Cada 'x' negra es un punto de muestreo y debe ser razonablemente obvio que muestrear en cualquier múltiplo impar del tiempo de media onda (cada media onda, cada 3, cada 5, etc.) dará como resultado muestras que se alternan arriba o abajo o exactamente en la señal. Al promediar cada par de lecturas se eliminará el zumbido.
Este enfoque se usa comúnmente en aplicaciones de señales industriales, como los controladores de temperatura en los que se mide una señal de muy bajo voltaje y los cables del sensor se ejecutan cerca de los cables de la red.
Si estaba diseñando un producto para el mercado internacional, es posible que desee que la muestra sea conmutable entre 50 y 60 Hz. Aún mejor sería pasar una señal de cruce de la red de la PSU al controlador para que seleccione automáticamente la frecuencia correcta.
Los filtros activos son generalmente mejores en trabajos de señal pequeña de baja frecuencia (audio, ultrasonido, DAQ, etc.), donde los amplificadores son más fáciles de obtener que los inductores. Los filtros pasivos se utilizan en altas frecuencias (RF), donde los inductores son más fáciles de conseguir que los amplificadores, y en niveles de alta potencia (potencia de audio, filtrado de red de CA), donde el tamaño del inductor no es un punto de contención de todos modos.
La principal ventaja de los filtros activos (siempre que las frecuencias de operación permitan el uso de opamps) es el hecho de que los inductores (bobinas) se pueden reemplazar por circuitos RC activos. En algunos casos, hay un reemplazo directo del inductor (realización activa del inductor). Sin embargo, en la mayoría de los casos, la tarea del inductor es habilitar polos complejos conjugados que son controlados por circuitos RC activos (estructuras Sallen-Key, retroalimentación múltiple, filtros basados en integradores, ...).
Aquí están las desventajas más importantes de los inductores pasivos (bobinas): peso, costo, volumen, sin ajustes simples, disponibilidad de los valores requeridos, problemas mecánicos, problemas de EMC.
Para el filtrado de 50/60 Hz, un filtro pasivo requiere un inductor grande tan caro. En realidad, estas fueron la solución de goto antes de que los componentes activos como amplificadores, etc. se convirtieran en la alternativa más barata.
En cuanto a
rango a veces por debajo de 10Hz a veces hasta 500Hz
No estoy totalmente seguro de qué quiere decir con esto, pero si desea un filtro sintonizable, tal vez un filtro de condensador conmutado podría ser el más fácil porque para sintonizarlo, simplemente cambia su frecuencia de conmutación (proporcionalmente a la frecuencia central de el rechazo de la banda).
Puede leer más ventajas y desventajas de los filtros de capacitor pasivo / activo / conmutado en las páginas 17-20 de NatSeti / TI AN 779 .
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