paso alto

Un filtro pasa altos es un circuito electrónico que atenúa las señales por debajo de una frecuencia de corte y permite que las señales por encima de ella pasen con una pérdida mínima. La frecuencia de corte, a menudo llamada frecuencia de esquina, es el punto donde comienza la atenuación; por encima de este punto, el filtro pasa a su banda de paso donde la pérdida de señal es insignificante. Por debajo del corte, la atenuación típicamente aumenta a una tasa de 20 decibelios por década para un filtro de primer orden, haciéndose más pronunciada con órdenes de filtro superiores.

En entornos industriales, los filtros pasa altos aparecen en sistemas de monitoreo de vibraciones, donde eliminan el ruido de baja frecuencia del zumbido de fondo de la maquinaria para aislar defectos de rodamientos o firmas de desalineación que ocupan frecuencias más altas. Los sistemas de audio en las fábricas los utilizan para eliminar el ruido subsónico de la maquinaria antes del análisis. Los circuitos amplificadores acoplados en CA actúan inherentemente como filtros pasa altos porque sus condensadores de entrada bloquean la CC mientras dejan pasar las señales de CA por encima de la constante de tiempo RC. Los sensores sísmicos y los acelerómetros a menudo incluyen etapas pasa altos integrales para rechazar las señales gravitacionales y de inclinación que de otro modo saturarían la electrónica de medición.

El diseño y las variantes dependen de las demandas de la aplicación. Los filtros pasa altos pasivos que utilizan una resistencia y un condensador en serie funcionan para tareas simples, pero no pueden proporcionar pendientes de corte pronunciadas. Los filtros pasa altos activos que utilizan amplificadores operacionales permiten tasas de atenuación pronunciadas y frecuencias de esquina precisas, típicamente ajustadas con valores de resistencia y condensador o bancos de condensadores conmutados en implementaciones modernas. Algunos sistemas utilizan procesadores de señal digital para implementar el filtrado pasa altos en software, ajustando la frecuencia de corte en tiempo real.

El nombre refleja la función del circuito con una lógica sencilla: deja pasar las altas frecuencias. El término surgió a medida que la electrónica maduró y la teoría de filtros se desarrolló junto con la radio y las telecomunicaciones, donde la separación de señales deseadas de la interferencia requería una discriminación de frecuencia precisa. El pasa altos se opone al filtrado pasa bajos en el conjunto de herramientas del diseñador; muchos sistemas complejos emplean ambos para crear filtros de paso de banda que aíslan una ventana de frecuencia específica.

Los problemas comunes incluyen picos de resonancia cerca de la frecuencia de corte en diseños activos, que pueden amplificar el ruido en lugar de atenuarlo; la variación de la tolerancia de los componentes desvía el corte real del objetivo de diseño, lo que requiere ajuste en el campo. El cambio de fase a través del filtro puede causar errores de temporización en los bucles de control, por lo que la selección del orden del filtro y la frecuencia de esquina exigen un análisis cuidadoso. Seleccionar una frecuencia de corte incorrecta desperdicia información de la señal si se establece demasiado alta, o no logra eliminar la interferencia si se establece demasiado baja.