Filtro de prototipo
Los filtros prototipo son diseños de filtros electrónicos que se utilizan como plantilla para producir un diseño de filtro modificado para una aplicación en particular. Son un ejemplo de un diseño no dimensionalizado a partir del cual se puede escalar o transformar el filtro deseado . Se ven con mayor frecuencia en lo que respecta a los filtros electrónicos y especialmente a los filtros pasivos analógicos lineales . Sin embargo, en principio, el método se puede aplicar a cualquier tipo de filtro lineal o procesamiento de señales , incluidos los filtros mecánicos, acústicos y ópticos.
Se requiere que los filtros funcionen en muchas frecuencias , impedancias y anchos de banda diferentes . La utilidad de un filtro prototipo proviene de la propiedad de que todos estos otros filtros pueden derivarse de él aplicando un factor de escala a los componentes del prototipo. Por lo tanto, el diseño del filtro solo debe llevarse a cabo una vez en su totalidad, y otros filtros se obtienen simplemente aplicando un factor de escala.
Especialmente útil es la capacidad de transformarse de una forma de banda a otra. En este caso, la transformación es más que un simple factor de escala. La forma de banda aquí está destinada a indicar la categoría de banda de paso que posee el filtro. Las formas de banda habituales son paso bajo , paso alto , paso banda y parada de banda , pero otras son posibles. En particular, es posible que un filtro tenga múltiples bandas de paso. De hecho, en algunos tratamientos, el filtro de supresión de banda se considera un tipo de filtro de banda de paso múltiple que tiene dos bandas de paso. Más comúnmente, el filtro prototipo se expresa como un filtro de paso bajo, pero son posibles otras técnicas.
El prototipo suele ser un filtro de paso bajo con una frecuencia de esquina de 3 dB de frecuencia angular ω c ' = 1 rad / s . Ocasionalmente, se usa la frecuencia f '' = 1 Hz en lugar de ω c ' = 1. Asimismo, la impedancia nominal o característica del filtro se establece en R ' = 1 Ω.
En principio, cualquier punto de frecuencia distinto de cero en la respuesta del filtro podría usarse como referencia para el diseño del prototipo. Por ejemplo, para filtros con rizado en la banda de paso, la frecuencia de esquina se define generalmente como la frecuencia más alta con rizado máximo en lugar de 3 dB. Otro caso es el de los filtros de parámetros de imagen (un método de diseño más antiguo que los filtros de síntesis de red más modernos ) que utilizan la frecuencia de corte en lugar del punto de 3 dB, ya que el corte es un punto bien definido en este tipo de filtro.
El filtro prototipo solo se puede utilizar para producir otros filtros de la misma clase [n 1] y orden. [n 2] Por ejemplo, un prototipo de filtro Bessel de quinto orden se puede convertir en cualquier otro filtro Bessel de quinto orden, pero no se puede transformar en un filtro Bessel de tercer orden o un filtro Chebyshev de quinto orden .
