Filtro de muesca | Más de 5 aplicaciones y tipos importantes

En este artículo, estudiaremos los detalles sobre los filtros de muesca.

Definición de filtro de muesca

Antes de discutir en detalle sobre el filtro de muesca, averigüemos su definición. Un filtro de muesca se puede definir como una parada de banda que tiene un ancho de banda de frecuencia muy estrecho. Gran profundidad, factor de alta calidad y nitidez en el rechazo de banda caracterizan un filtro de muesca. Hay varios tipos de filtros de muesca que discutiremos más adelante.

Consulte estos dos artículos para obtener más detalles:

Ecuación de filtro de muesca

Algunas de las ecuaciones importantes de notch-filter se dan a continuación.

  • El corte de HF del LPF: fL = 1 / (2 * RLP * CLP * π)
  • El corte de LF del HPF: fH = 1 / (2 * RHP * CHP * π)
  • El factor de calidad del filtro de muesca: Q = fr / Banda ancha

¿Cómo funciona un filtro de muesca?

Funcionamiento del filtro de muesca

Un filtro de muesca tiene el mismo principio de funcionamiento que un filtro de rechazo de banda. Permite todos los demás componentes de frecuencia de la señal y bloquea el ancho de banda estrecho especificado. Para un diseño pasivo, la reactancia resistiva, capacitiva e inductiva juega el papel de controlar la frecuencia.

Gráfico de filtro de muesca | Respuesta de fase del filtro de muesca

El siguiente es el gráfico de filtro de muesca.

Filtro de muesca

Filtro de muesca Q

Q de un filtro de muesca es un parámetro muy importante. Q o factor de calidad de un filtro de muesca viene dado por la siguiente ecuación: frecuencia central / ancho de banda. Q es la medida de la selectividad del filtro.

La frecuencia central es la frecuencia de muesca y es la frecuencia central de la banda de paso.

Aplicaciones de filtro de muesca | Uso de filtro de muesca

Hay varias aplicaciones de diferentes tipos de filtros de muesca. Analicemos algunos de ellos.

  • Sistemas de comunicación: Notch-Filters es uno de los equipos importantes para un sistema de comunicación. Existe una alta probabilidad de que las señales del mensaje se vean interferidas por ruidos armónicos en la comunicación a largo plazo. Los filtros de muesca eliminan el ruido.
  • Ingeniería de audio: Uno de los componentes básicos de la ingeniería de audio es un filtro de muesca. Eliminar el ruido, los picos son algunas de las tareas que realiza un filtro de muesca.
  • Ingeniería médica: Los filtros de muesca se han utilizado en ingeniería médica. La lectura de EEG es imposible sin un filtro de muesca.
  • Procesamiento de señales digitales: Los filtros de muesca tienen aplicaciones en el procesamiento de señales digitales. Un filtro de muesca es importante cuando existe la necesidad de mezclar la señal o la condición de eliminación de cierto componente de frecuencia.
  • Procesando imagen digital: Los filtros de muesca ayudan a eliminar los ruidos de las imágenes digitales.
  • Aplicaciones ópticas: Los filtros de muesca tienen aplicaciones en aplicaciones ópticas. El bloqueo de una determinada longitud de onda de luz se realiza mediante filtros de muesca ópticos específicos.

Filtro de muesca EEG

El EEG o electroencefalograma es un proceso muy importante en las ciencias médicas. Se utilizan varios filtros para mostrar los datos de salida producidos por la máquina. Sin los filtros, es bastante imposible leer los valores.

Hay tres tipos de filtros que se utilizan en una lectura de EEG. Son: filtro de paso alto, filtro de paso bajo y filtro de muesca. El filtro de paso alto filtra los componentes de alta frecuencia, mientras que los filtros de paso bajo hacen lo mismo con los componentes de frecuencia comunes. Los filtros de muesca filtran un cierto rango de frecuencia dado.

Especialmente la frecuencia suministrada de la CA interfiere con las lecturas del EEG. El filtro de muesca elimina dicha interferencia. Para América del Norte, la frecuencia de suministro es de 60 Hz, por lo que se utiliza un filtro de muesca de 60 Hz. En India y otros países donde la frecuencia de suministro es de 50 Hz, se utiliza un filtro de muesca de 50 Hz.

Filtro de muesca óptimo en el procesamiento de imágenes

Hay cierto tipo de ruidos periódicos en las imágenes digitales. Los ruidos son repetitivos y no deseados. Crean ciertos patrones y afectan gravemente la imagen. Una de las soluciones al problema es un filtro de muesca óptimo.

Al principio, se determina la frecuencia del ruido, luego el filtro de muesca produce el ruido repetitivo y se produce la salida con menos ruido.

Función de transferencia de filtro de muesca

La siguiente expresión da el función de transferencia de un filtro de muesca -

Filtro de muesca

Aquí, wz se refiere a la frecuencia circular cero, mientras que wp se refiere a la frecuencia circular de polos. Finalmente, q significa el factor de calidad del filtro de muesca.

¿Cómo usar un filtro de muesca?

Cuando es necesario rechazar una determinada banda estrecha de frecuencia, se utiliza un filtro de muesca. Se coloca un filtro de muesca después de cualquier fuente de la que sea necesario eliminar la señal. En la mayoría de los casos, el filtro se establece como el último componente de cualquier circuito.

Diferencia entre filtro de muesca y filtro de parada de banda

Un filtro de muesca es un tipo de filtro de detención de banda. La única diferencia entre un filtro de parada de banda y un filtro de muesca es que un filtro de muesca tiene un ancho de banda más estrecho que un filtro de parada de banda normal.

Filtro de paso de banda vs Notch

Existen algunas diferencias entre el filtro de paso de banda y el filtro de muesca. Desarrollemos sobre ellos.

Puntos de discusiónFiltro de paso de bandafiltro de muesca
PrincipioPermitiendo cierta bandaRechazando cierta banda
Ancho de BandaSe pasa una banda comparativamente más ancha.Se rechaza una banda comparativamente más estrecha.

Filtro anti-muesca

Los filtros de muesca rechazan el ancho de banda muy estrecho de las señales y permiten otros componentes de esa señal. Los filtros de paso de banda realizan la misma tarea, pero la opuesta. Los filtros de paso de banda permiten pasar una determinada banda de frecuencia y bloquear diferentes partes del movimiento.

Características del filtro de muesca

Algunos de los atributos de un filtro de muesca:

  • Ancho de banda estrecho
  • Alto valor de Q
  • Gran profundidad

Filtro de muesca alto q

Los filtros de muesca Twin T pueden proporcionar una muy buena cantidad de profundidad, casi infinita. Si se agrega un seguidor de voltaje LM102 a la red, la Q del circuito obtiene un crecimiento vertiginoso de 0.3 a 50. Así es como se logra una Q alta.

Ganancia de filtro de muesca

La ganancia de un filtro de muesca se puede calcular utilizando la siguiente ecuación.

Filtro de muesca

Coeficientes de filtro de muesca

Los coeficientes de filtro de muesca se denominan coeficientes de las funciones de transferencia.

Filtro de muesca

Aquí, wz se refiere a la frecuencia circular cero, mientras que wp se refiere a la frecuencia circular de polos. Finalmente, q significa el factor de calidad del filtro de muesca.

Función de transferencia del filtro de muesca en el dominio s

La siguiente expresión da la función de transferencia de un filtro de muesca:

Filtro de muesca

Diferentes tipos de filtros Notch

Filtro de muesca activo

Un filtro de muesca activo es un circuito combinacional de dos circuitos separados. Por ejemplo, conectar un filtro de paso bajo y un filtro de paso alto en una conexión en paralelo y agregar un amplificador operacional con fines de amplificación funcionará como un filtro de muesca activo.

Filtro de muesca inversa

El filtro de muesca inverso es un tipo especial de filtro de muesca que tiene una respuesta de impulso infinita. Los filtros de muesca inversa son muy útiles en el procesamiento de imágenes médicas donde es necesario eliminar las señales de banda estrecha. Los filtros de muesca inversa hacen el trabajo de manera eficiente.

Filtro de muesca de cavidad

Los filtros de muesca son un tipo especial de filtro de cavidad. Los filtros de cavidad permiten una cierta banda estrecha de frecuencia. Entonces, podemos decir que el funcionamiento es el mismo que los filtros de muesca. Es por eso que a menudo los filtros de cavidad y los filtros de muesca se denominan filtros de muesca de cavidad.

Filtro de muesca ajustable | Filtro de muesca adaptable

Los filtros de muesca ajustables también son filtros de muesca ajustables. Uno puede ajustar la frecuencia según la necesidad. Algunos de los filtros de muesca ajustables son muy importantes en la ingeniería de audio.

Filtro de muesca q ajustable

Los filtros de muesca q ajustables pueden cambiar el valor Q del filtro de muesca. Por tanto, la Q es un parámetro muy importante del filtro.

El valor Q ajustable es necesario para el departamento de ingeniería de audio.

Filtro de muesca de paso de banda | Filtro de paso de banda de muesca

Los filtros de muesca son un tipo especial de filtro de paso de banda. Los filtros de paso de banda permiten que pase una determinada banda de frecuencia. En los filtros de paso de banda, teóricamente, el diseño requerido puede dar cualquier rango de rondas. Pero, en los filtros de paso de banda, el alcance de la banda suele ser más estrecho que los habituales.

Filtro de muesca VST

VST es un complemento de envolvente de filtro. Una envolvente proporciona varios bordes a un filtro. Los filtros de muesca VST ofrecen muchas ventajas, como mezclar muy bien los audios, etc.

Filtro de muesca FM

Los filtros de muesca de FM o los filtros de muesca de modulación de frecuencia son algunos de los instrumentos importantes para las radios definidas por software. Incluso estos filtros hicieron populares las radios definidas por software. También ayuda en las comunicaciones por radio.

Filtro de muesca fm sintonizable

Los filtros de muesca FM sintonizables son un tipo especial de filtros de muesca que pueden ajustar la frecuencia central según la necesidad de las aplicaciones. No es necesario volver a decir que los filtros de FM necesitan los filtros sintonizables porque es necesario bloquear varias bandas de frecuencia de una señal en FM.

Filtro de muesca RF

Los filtros de muesca de radiofrecuencia o RF se utilizan para rechazar solo una frecuencia de una banda de frecuencia determinada. Generalmente, los filtros de muesca de RF tienen una Q.Los filtros de RF básicos están diseñados a partir de filtros de paso bajo para lograr una alta eficiencia. Sin embargo, convertirlos en un filtro de muesca es un proceso difícil y requiere un alto nivel de precaución y eficiencia. 

Filtro de muesca sintonizable RF

Al igual que otros filtros de muesca sintonizables, el filtro de muesca de rf sintonizable puede ajustar la banda de frecuencia según las necesidades.

EEG con filtro de muesca de 60 Hz

Las máquinas de electroencefalograma o electroencefalogramas tienen un filtro de muesca incorporado de 60 Hz. Los filtros de paso alto y los filtros de paso bajo se fijan en sus calibraciones más alta y más baja.

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IC de filtro de muesca de 60 Hz

Hay un IC de filtro listo para usar disponible para minimizar el circuito. Incluye un filtro de paso bajo y uno de paso alto, y un amplificador operacional para resumir las salidas de ambos filtros. El CI de filtro de muesca de 60 Hz más popular de Texas Instruments es el UAF42.

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Filtro de muesca de 50 Hz

Un filtro de muesca de 50 Hz puede rechazar una señal de 50 Hz manteniendo la potencia del movimiento casi intacta. Se necesita un filtro de muesca de 50 Hz cuando es necesario rechazar con precisión la banda de 50 Hz.

Circuito de filtro de muesca de 50 Hz

Se puede diseñar un circuito de 50 hz usando la misma frecuencia de un filtro de muesca de 60 hz como se indicó anteriormente. A continuación se muestran algunos valores típicos para crear un filtro de 50 Hz. C = 47 nano-faradios, Resistencia R1, R2 = 10 kilo-ohmios, R3, R4 = 68 kilo-ohmios.

filtro de muesca de condensador conmutado

Un filtro de muesca de condensador conmutado es otra topología avanzada. Esta topología proporciona alta precisión y alto valor Q. Esta topología tiene varias aplicaciones.

Filtro de muesca HF

Filtro de muesca HF son las siglas de filtros de muesca de alta frecuencia. Los filtros de muesca de 50-60 Hz no pueden dar un buen valor de profundidad o una Q alta. Los filtros de muesca de alta frecuencia (que rechazan o permiten un componente de alta frecuencia) son más realistas, proporcionan el ancho de banda y la profundidad deseados.

Filtro de muesca 1khz

Un filtro de muesca de un kilohercio tiene un principio básico, el mismo que los filtros de 50 hz o 60 hz discutidos anteriormente. La única diferencia es que un filtro de muesca de un khz es más realista y puede diseñarse para aplicaciones en tiempo real. Los filtros de 50-60 Hz son capaces de proporcionar una profundidad de 40 a 50 dB. Pero como ingeniero, uno debe centrarse en la profundidad y el valor Q. Entonces, el filtro de un khz entra en acción.

Filtro de muesca en el dominio de la frecuencia

Los filtros de muesca se ocupan de la frecuencia. El principio principal de un filtro de muesca es bloquear una determinada banda estrecha de frecuencia. Entonces, podemos decir que el filtro de muesca solo funciona en el dominio de la frecuencia.

Filtro de muesca de 2 metros

Un filtro de muesca de 2 metros es una solución a un problema de comunicación muy general llamado intermodulación. Pero el filtro sufre una gran pérdida durante el funcionamiento.

Filtro de muesca de audio

Un filtro de muesca es un instrumento importante para la ingeniería de audio. Generalmente, algunos componentes de frecuencia no deseados se mezclan en el audio original. Para eliminar o eliminar dicha frecuencia, se utiliza un filtro de muesca de audio.

Ecualizador de filtro de muesca

Un filtro de muesca se puede utilizar como ecualizador en la ingeniería de audio. Puede ayudar a detectar varios picos o ruidos no deseados, y también puede eliminar esos ruidos y picos. Así es como ayuda a que el audio sea claro.

Reducción de ruido periódica mediante un filtro de muesca

Hay cierto tipo de ruidos periódicos en las imágenes digitales. Los ruidos son repetitivos y no deseados. Crean ciertos patrones y afectan gravemente la imagen. Una de las soluciones al problema es un filtro de muesca óptimo.

Al principio, se determina la frecuencia del ruido, luego el filtro de muesca produce el ruido repetitivo y se produce la salida con menos ruido.

Filtro de muesca acústica

Como se mencionó anteriormente, los filtros Notch son importantes para la ingeniería de audio. Una vez que se está grabando el audio, se necesita un audio diferente o un audio acústico para mezclar. Existe la posibilidad de que se introduzca algún pico en la confusión. Un filtro de muesca acústica puede eliminar ese ruido y picos.

Filtro de muesca variable

Los filtros de muesca variables son esenciales para la ingeniería de audio. Este tipo de filtros de muesca pueden cambiar la frecuencia deseada en un cierto rango.

En la ingeniería de audio, pueden presentarse varias frecuencias no deseadas; para eliminarlos, necesitamos filtros de muesca. En lugar de usar un filtro para omitir una sola frecuencia, no es una gran solución. Los filtros de muesca variables sirven a nuestro propósito aquí.

Filtro de muesca en T

El filtro de muesca T es un filtro de muesca básico con una red en 'T' de componentes RCR. Es una técnica de diseño especial.

Filtro de muesca doble T | Filtro de doble muesca

El filtro de muesca Double T o el filtro Twin T es una versión actualizada de la red T. Como sugiere el nombre, aquí, dos redes T están conectadas para formar un filtro de muesca. Una red consta de componentes RCR. Otro es de componentes CRC.

Filtro de muesca cruzada

Los filtros de muesca cruzados se pueden describir como una serie de filtros de muesca conectados. Estos filtros están diseñados para eliminar la resonancia del controlador de las redes de filtros.

Filtro de muesca de serie

Los filtros de muesca en serie se utilizan para eliminar la resonancia del controlador. Los filtros de muesca de la serie están diseñados con condensador, resistencia y un inductor. Todos los componentes están conectados en una conexión en serie y el controlador está conectado en paralelo con ellos.

Filtro de muesca paralela

Los filtros de muesca paralelos están especialmente diseñados para eliminar picos no deseados significativos de la respuesta del conductor. Este filtro es similar porque todos los elementos básicos están conectados en paralelo, a diferencia del filtro de muesca en serie.

Filtro de muesca de alta Q

Los filtros de muesca de alta Q son populares por proporcionar una gran profundidad en el rechazo. Generalmente, los filtros de muesca Twin T se utilizan para obtener un valor q alto y obtener más profundidad; el valor Q cambia de 0.3 normal a 50 para un filtro Twin T.

Filtro de muesca de llave Sallen

Sallen Key es una topología para diseñar circuitos de filtro de orden superior. Con esta topología, también se pueden crear filtros de muesca. La topología también se denomina fuente de voltaje controlado por voltaje. RP Sallen y EP Key lo iniciaron por primera vez en el año 1955. Por lo tanto, la topología lleva su nombre.

Filtro de muesca Butterworth

Los filtros Butterworth proporcionan la respuesta de frecuencia más plana posible. Entonces, si un filtro de muesca está diseñado para proporcionar una respuesta plana, entonces el filtro de muesca se llamará filtro de muesca de Butterworth.

Filtro de muesca AM

El filtro de muesca AM o el filtro de muesca de modulación de amplitud están diseñados para ayudar a medir la emisión de una estación de radiodifusión utilizando un analizador de espectro. El filtro AM Notch es muy útil para las estaciones de radiocomunicaciones AM cuando hay otras torres cercanas. Esto se debe a que solo puede permitir la recepción EAS de la banda AM mientras los otros campos intensos están presentes.

Filtro de muesca dinámico

El filtro dinámico es un conjunto de algoritmos. Primero, el algoritmo encuentra las frecuencias de ruido. Luego, se utilizan filtros de muesca activos para eliminar tales picos de ruido.

Filtro de muesca microstrip

Como podemos ver, existen varios filtros disponibles en el mercado para diferentes usos. Pero los filtros de muesca Microstrip son especialmente útiles para los sistemas de comunicación inalámbrica.

Filtro de muesca analógico

Un filtro de muesca se puede clasificar en el dominio principal; uno es Analógico otro - Digital. Anteriormente hemos hablado del filtro de muesca digital, como IIR, FIR, etc. Los filtros de muesca analógicos son filtros de muesca RLC, filtros de muesca RC, filtros de muesca T, filtros de muesca Twin T, etc.

Filtro de muesca RC

Los filtros de muesca RC son filtros de muesca analógicos que están diseñados con resistencias y condensadores. En este tipo de filtro, de forma manual, podemos suministrar valores de r y c.

Filtro de muesca IC

Los filtros de muesca LC son filtros de muesca analógicos que están diseñados con un inductor y un condensador. En este tipo de filtro, de forma manual, podemos suministrar valores de L y c.

Filtro de muesca Arduino

Se pueden diseñar varios filtros digitales usando Arduino. Escribir códigos apropiados ayudará a un ingeniero a realizar incluso Notch-Filter digitalmente. Los códigos de filtro digital están disponibles en GitHub. Intente modificarlos para hacer un filtro de muesca.

Filtro de muesca de talón coaxial

El filtro de muesca coaxial es un tipo de filtro de muesca construido dentro de los cables coaxiales para eliminar el ruido y la atenuación. El conector coaxial 'T' será muy útil para diseñar un filtro de este tipo. La adición de un segundo talón será muy útil para mejorar la situación. Los centros de radio y televisión utilizan este filtro.

Filtro de muesca de transmisión de FM

Casi en todas las ciudades importantes, existe una alta posibilidad de que uno pueda recibir la frecuencia de radio de las estaciones de radio FM. El filtro de muesca de transmisión de FM proporcionará una atenuación de 30 dB para las señales de FM en el rango de 88 a 108 MHz.

Filtro de muesca GPS

Los filtros de muesca GPS ayudan a captar las señales de satélite. Sin embargo, la regla básica es que el módulo GPS recibirá una señal comparativamente más débil del satélite. Esto se debe a que las torres ubicadas cercanas pueden interferir con la señal entrante.

El filtro de muesca del GPS ayudará aquí a atenuar la señal en - 30 dB. Además, permitirá que el módulo GPS reciba una banda más justa del satélite.

Filtro de muesca Bainter

El filtro de muesca de Bainter no es más que un filtro de muesca básico. Un filtro de muesca que consta de un filtro de paso bajo, un filtro de paso alto y un sumador para obtener la respuesta de frecuencia de salida se puede denominar filtro de muesca de Bainter.

Filtro de muesca de banda ancha

Si un filtro de rechazo de banda tiene una frecuencia de banda ancha como banda operativa, entonces el filtro es técnicamente un filtro de banda ancha. Si el filtro de rechazo de banda tiene una banda de frecuencia estrecha, el filtro se conoce como filtro Notch. Por lo tanto, un filtro de muesca no puede ser un filtro de muesca de banda ancha. Es técnicamente imposible.

Filtro de muesca de águila

Un filtro de muesca QAM se basa en el concepto de cancelación de fase. Eagle Comtronics Inc diseña esta red estrecha. Es por eso que los filtros de muesca QAM son populares como Eagle Notch-Filter.

Filtro de muesca de cristal

Los filtros Notch también se pueden diseñar utilizando cristales. Un cristal tiene un factor de calidad muy alto. Un filtro de muesca de cristal es útil para crear un filtro de muesca que tiene una banda muy estrecha.

Filtro de muesca de pico

Es un filtro de muesca digital. El filtro puede resistir cada canal de una señal de entrada para una determinada frecuencia central y un ancho de banda de 3 dB.

Filtro de muesca estrecha | Filtro de muesca de banda estrecha

Los filtros de muesca rechazan una banda de frecuencia muy nítida, indicando una banda de frecuencia muy estrecha. Es por eso que los filtros de muesca a menudo se denominan filtros de muesca estrechos.

Canal de televisión Filtro de muesca | Filtro de TV Notch | Filtro de muesca de cable

Los filtros de muesca de TV ayudan a resolver el problema de modulación que podría ocurrir en la línea de transmisión. El filtro de muesca de tv puede dejar espacio para el canal modulado una vez que esté instalado en la cola. El filtro también evita la transmisión inversa al cable coaxial. El creciente ancho de banda aumentó ahora la demanda de filtros de muesca para televisión por cable.

Filtro de muesca MNE

MNE es un software popular que nos proporciona una plataforma para construir varios instrumentos electrónicos. Por ejemplo, podemos diseñar ciertos filtros de muesca en la plataforma MNE escribiendo algún código específico.

Frente al filtro Notch

Los filtros de muesca rechazan el ancho de banda muy estrecho de las señales y permiten otros componentes de esa señal. Los filtros de paso de banda realizan la misma tarea, pero opuesta. Los filtros de paso de banda permiten pasar una determinada banda de frecuencia y bloquear diferentes partes de la señal.

Filtro de muesca automático

Un filtro de muesca automático es algo que puede cambiar la frecuencia central, así como el valor Q según la necesidad. Varios sistemas mecánicos utilizan este tipo de filtros.

Filtro de muesca gaussiana

Un filtro de muesca gaussiano es un filtro digital. Este filtro se utiliza para eliminar el ruido de varias imágenes digitales. La especialidad del filtro lo hizo popular y se utiliza en múltiples aplicaciones, así como en varias agencias de investigación.

Parámetros de filtro de muesca

Hay algunos parámetros para medir la precisión del filtro de muesca. Uno de los importantes entre ellos es el factor Q o Q (Detalles dados arriba). Otro es la profundidad de la salida. Finalmente, el ancho de banda también es uno de los parámetros.

Respuesta de impulso del filtro de muesca

La siguiente imagen muestra una respuesta de impulso de filtro de muesca.

Filtro de muesca

Función de transferencia de filtro Notch de segundo orden

La siguiente expresión muestra la función de transferencia del filtro de muesca de segundo orden.

Filtro de muesca

Sobre Sudipta Roy

Soy un entusiasta de la electrónica y actualmente me dedico al campo de la Electrónica y las Comunicaciones.
Tengo un gran interés en explorar tecnologías modernas como la inteligencia artificial y el aprendizaje automático.
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