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Filtros RC para Radio Control (ART099S)

Los filtros para la separación de canales en sistemas modulados en tono traen algunos problemas para los montadores menos experimentados. Los ajustes y los cálculos son siempre un obstáculo en la puesta en funcionamiento de estos circuitos. En este artículo abordamos de manera sencilla la operación de los filtros RC.

Para obtener una buena selectividad en un filtro de radio control, la mejor técnica es la que hace uso de circuitos LC, como muestra la figura 1.

 

Figura 1
Figura 1

 

En ese circuito, una bobina y un capacitor determinan la frecuencia única a la que debe responder el circuito.

Sin embargo, si este tipo de filtro presenta el mejor desempeño con una separación buena de frecuencia, la complicación mayor para el montador está en su cálculo y principalmente en la ejecución de la bobina (L).

De hecho, además de tener que calcular la inductancia en función del valor del capacitor para la frecuencia deseada, el montador precisa también calcular las dimensiones de esta bobina, o sea, largo, diámetro, número de vueltas y tipo de alambre.

Está claro que existen tablas para esta finalidad, pero incluso así, tenemos una tarea que requiere bastante cuidado, volviendo más complicado un proyecto que podría ser simple.

Una solución alternativa para los filtros es el empleo de circuitos RC, o sea, circuitos que usan capacitores y resistores en lugar de capacitores e inductores, como muestra la figura 2.

 

Figura 2
Figura 2

 

Estos filtros presentan una selectividad menor que los LC, que aparece en la figura 3, pero si el número de canales del sistema fuera pequeño, o sea, si hubiera una buena separación entre las frecuencias, su desempeño es satisfactorio.

 

Figura 3
Figura 3

 

Así, para un sistema de 2 6 3 canales, el uso de filtros RC es perfectamente viable, con una separación satisfactoria en el accionamiento de relés o incluso servos.

Daremos a continuación ejemplos de circuitos prácticos de filtros RC y también cómo proceder para los cálculos de las frecuencias.

 

Cálculos

La frecuencia del filtro cuyo diagrama básico aparece en la figura 4 puede ser calculada por la fórmula:

F = 1/(2 x PI x R x C)

 

 

Figura 4
Figura 4

 

 

Donde:

f es la frecuencia en Hertz (Hz)

PI es la constante "pi" equivalente a 3,14

R es la resistencia en Ω

C es la capacidad en farads.

Para que tengamos un buen funcionamiento de este tipo de filtro, su frecuencia mínima debe estar alrededor de 700 Hz y su máxima alrededor de 6.000 Hz.

Así, para un sistema de dos canales, podemos perfectamente usar los dos extremos.

Damos a continuación un ejemplo de cálculo:

Fijando el valor de C en 10 nF, y eligiendo la frecuencia de operación alrededor de 800 Hz, tenemos:

 

f = 800 Hz

C = 10 nF ó 10 x 10-9

 

Colocando en la fórmula

800 = 1 / (2 . 3,14 . R . 10 . 10-9)

R = 1 / (6,28 . 10 . 10-9 . 800)

R = 1 / (5,024 10-5)

R = 19.904 Ω

 

El valor comercial mas próximo puede ser 18k.

Para las frecuencias de la banda superior, la configuración del filtro aparece en la figura 4.

Vea que la posición del resistor en relación al capacitor está modificada.

Con esto obtenernos el rechazo de las bajas frecuencias de forma mucho más acentuada.

 

Proyectos

En la figura 5 tenemos el primer circuito ya calculado para operar alrededor de 800 Hz, excitando un relé sensible para 6 V.

 

Figura 5
Figura 5

 

Los transistores son comunes, los resistores de 1/8 W y los capacitores electrolíticos para una tensión de trabajo de 6V.

La "afinación" del filtro puede hacerse con el cambio del resistor de entrada por un trimpot con el doble de su valor.

En este trimpot, con la ayuda de un generador de audio, se puede obtener la frecuencia exacta de respuesta para el filtro.

Para el límite superior de la banda de frecuencias, alrededor de 6.000 Hz, tenemos el circuito de la figura 6, usando prácticamente los mismos componentes.

 

Figura 6
Figura 6

 

Vea que los capacitores son un poco menores, pues presentan menor reactancia en las frecuencias más elevadas, acoplando así con facilidad las señales.

Los montajes de los dos circuitos no son críticos, porque trabajamos en la banda de audio, pero se deben tomar precauciones para que no ocurran realimentaciones entre los circuitos si fueran alimentados por una misma fuente.

Ambos circuitos exigen una serial de entrada para la excitación con amplitud de por lo menos 500 mV.

Si la amplitud fuera menor no ocurrirá su excitación, por lo que, si el receptor no fuera apto para proveer esta tensión, se deben añadir etapas adicionales.

En la figura 7 damos el diseño de una placa de circuito impreso que sirve perfectamente para los dos circuitos.

 

Figura 7
Figura 7

 

Los diodos en paralelo con los relés son de uso general, como el 1N4148, sirviendo solamente como protección.

Publicado originalmente en 1989

 

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