Filtro pasa bajos (LPF)

De musiki
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Plantilla:Refracción
Definición breve: Filtro que deja pasar las señales bajas y atenúa las más altas
Tema: Filtros
Subtema: Filtro pasa bajo
Gráficos
Pasa bajoss.png
Pasabajas2.jpg
Ejemplo sonoro: Daft Punk - Musique https://www.youtube.com/watch?v=tDBgbFk2d-A

Definición

El filtrado de frecuencias es un método de procesamiento de las señales digitales. Éste proceso digital permite que la frecuencia de muestreo se limite a un determinado rango de frecuencias permitidas.

El Filtro Pasa Bajos o LPF deja pasar todas las frecuencias desde 0HZ hasta la frecuencia límite denominada Frecuencia de corte Su uso frecuentemente se da en los dispositivos de reproducción de audio como los subwoofer y en dispositivos de telecomunicaciones tales como la radio y la televisión.

Aplicación en Acústica

Para obtener una precisa fidelidad del sonido en altas potencias, es necesario dividir las frecuencias para cada parlante específico. Tengamos en cuenta que las frecuencias tienen polarizaciones diferentes de acuerdo a su amplitud, es decir, que cuando el parlante empuja hacia afuera al reproducir una frecuencia baja, al mismo tiempo puede haber una frecuencia media o alta que obliga al parlante a ir hacia adentro generando movimientos encontrados que no permiten que ninguna de las frecuencias se emitan perfectamente. Por esta razón se hace necesario dividir las frecuencias antes de ser amplificadas y usar un amplificador para cada grupo de frecuencias, es en ese momento que se requieren de los filtros.


En el siguiente ejemplo se puede observar cómo a partir del segundo 00:00:09 el filtro pasa bajos cumple su función atenuando los sonidos agudos

Tipos y Funciones del Filtro Pasa Bajos (LPF)

Los filtros pasa bajos pueden ser de primer orden cuando su curva característica presenta una pendiente de 6 decibeliostérmino dB (decibelio) y la escala de dB se utilizan en todo el mundo para medir los niveles de sonido. La escala de decibelios es una escala logarítmica en la que el doble de la presión de sonido corresponde a un aumento del nivel de 6 dB. por octava por encima de la frecuencia de corte y de segundo orden si reducen su amplificación 12 decibeliostérmino dB (decibelio) y la escala de dB se utilizan en todo el mundo para medir los niveles de sonido. La escala de decibelios es una escala logarítmica en la que el doble de la presión de sonido corresponde a un aumento del nivel de 6 dB. por octava que aumenta la frecuencia. Por ende, los filtros pasa bajos de primer orden dan buen resultado con amplificadores de menos de 200W, para amplificadores superiores ya se precisa la construcción de un filtro pasa bajos de segundo orden.

Filtro pasa bajos de primer orden

Diseño electrónico de Filtro pasa bajos de primer orden

Este filtro posee un canal de entrada, un canal de salida, dos resistencias que genera resistencia al paso de la corriente y un capacitor que almacena y polariza energia, entonces

Pasa bajos grafico primer orden.png


Vin = I x Z = I x (R2 + XC2)1/2 Vo = I x XC Vo = Vin / ( 1 + (2 x π x RC)2 )1/2 donde Z = Impedancia

En la frecuencia de corte la señal entrante decae hasta un 70.7 % de su valor máximo. Y esto ocurre cuando XC = R. (reactancia capacitiva = resistencia). Si XC = R, la frecuencia de corte será: Fc = 1 / (2 x π x RC)


Filtro pasa bajos de segundo orden

El filtro de segundo orden puede sintetizarse como una cadena de dos unidades de primer orden mediante un amplificador operacional

Diseño electrónico de Filtro pasa bajos de segundo orden


Image500.gif

La resistencia en este caso debe estar comprendida entre 1kΩ y 100kΩ para encontrar una respuesta óptima del filtro. El amplificador utilizado es un amplificador no inversor cuya ganancia en voltaje es la siguiente: Av = RF / R1 + 1. Para este tipo de filtro que es de segundo orden o de 12DB/oct, la ganancia del filtro no debe superar 1,5.

Ejemplos


En el tema "Musique" de Daft punk ( https://www.youtube.com/watch?v=tDBgbFk2d-A), podemos escuchar como a partir del minuto 0:13 es utilizado un filtro pasa bajos. Los elementos sonoros que participan del tema a partir del minuto 0:13 son casi o los mismos que antes (voces humanas cantando "Musique", específicos sonidos de batería, etc.) ; este método de procesamiento es utilizado para generar cambio tímbrico, que altera las cualidades de todos los sonidos presentados anteriormente y que marca rotundamente el comienzo de otro momento del tema . Este método es y ha sido fuertemente utilizado por algunas ramas de la música electrónica como el House. A partir del minuto 0:30 se puede percibir como este filtro se va "abriendo" y "cerrando", es decir, como se captan y suprimen frecuencias altas (limitándose el uso del filtro de bajos), jugándose con los matices tímbricos. La expectativa de una presencia mas holgada en frecuencias altas va creciendo y se concreta en el minuto 1:02. El método es utilizado durante todo el tema, en diferentes momentos, en los cuales (entre otras cosas) se repite el proceso de expansión de las frecuencias altas. El concepto del filtro pasa bajos es una de las ideas centrales del tema, y funciona como una especie de generador de tensión en el que la resolución radica en la aparición de las frecuencias altas.

En el archivo que he subido se pueden oir una serie de notas que se suceden y se repiten (sol - la - si - la) que al principio suenan con un gran brillo, producto de los armónicos agudos que suenan junto a los armónicos graves. A medida que se va acercando el final del audio, y teniendo en cuenta la utilización del filtro pasa bajos que va recortando progresivamente los armónicos más agudos, el sonido se va volviendo más opaco, puesto que se siguen escuchando únicamente los armónicos mas graves. Así funciona un filtro pasa bajos.

Referencias

http://unicrom.com/filtro-activo-paso-amplificador-operacional

http://construyasuvideorockola.com/proy_filtrobass.php http://unicrom.com http://maestrat.260mb.net/chert/juliansegarraesbri/filtropasabajos.htm?i=1 https://www.youtube.com/watch?v=tDBgbFk2d-A