Abstract
Filtration is essential in industrial environments for eliminating noise and interference that are combined with signals from sensors. To perform such a function there are analog filters, which can be active or passive. In the case of industrial instrumentation, the active filters are the most used, because the inductors can be dispensed with when high-order implementations are required. The filter approach that shows the best performance against noise is Tchebyshev. But it presents the problem of the introduction of distortions in the signal due to the over-shot. That is, there is a compromise between noise suppression and distortion, and the limits the frequency of pulse signals that can be filtered due to establishment time. Less distortion implies a lower performance against noise. It is proposed to use the techniques of elimination of over-impulses provided by the control engineering, in combination with the filters of better performance against the noise, it’s possible to get a new approach to the design of analog filters for conditioning of signals of pulses, which does not alter the shape of the pulse signal. Of the techniques of elimination of over-impulses, Posicast emerges, taking into account its good performance in applications of industrial electronics, electrical machines and microelectronics. This project focuses on low pass filters, which are used in the conditioning of pulse signals to eliminate high frequency noise, using two specific approaches: Bessel and Tchebyshev, because these represent the two extremes in relation to the Over-impulse in the temporal response of the filters. When combined with the proposed approaches, Posicast proves to be a suitable technique to eliminate distortion caused by filters with better performance in the frequency response.
El filtrado es fundamental en ambientes industriales para la eliminación del ruido y la interferencia que se combinan con las señales provenientes de sensores. Para realizar tal función existen los filtros analógicos, que pueden ser activos o pasivos. Para el caso de la instrumentación industrial, los filtros activos son los más utilizados, debido a que se puede prescindir de los inductores cuando se requieran implementaciones de alto orden. Las aproximaciones de filtros que presentan mejor desempeño frente al ruido son Tchebyshev. Pero presentan el problema de la introducción de distorsiones en la señal por cuenta del sobre impulso. Es decir, existe un compromiso entre la eliminación de ruido y la distorsión, y esta última limita la frecuencia de las señales de pulsos que se pueden filtrar debido al tiempo de establecimiento. Mayor eliminación de ruido implica mayor distorsión; menor distorsión implica un desempeño inferior frente al ruido. Ante esto, se propone la utilización de las técnicas de eliminación de sobre-impulsos provistas por la ingeniería de control, en combinación con los filtros de mejor desempeño frente al ruido, buscando una nueva aproximación al diseño de filtros analógicos para acondicionamiento de señales de pulsos que no altere o alterando lo menos posible, la forma de la señal de pulsos. De las técnicas de eliminación de sobre-impulsos, Posicast emerge como opción altamente viable, teniendo en cuenta su buen desempeño en aplicaciones de electrónica industrial, máquinas eléctricas y microelectrónica. Este trabajo se centra en filtros paso-bajo, que son utilizados en el acondicionamiento de señales de pulsos para eliminar el ruido de alta frecuencia, utilizando dos aproximaciones específicas: Bessel y
Tchebyshev, debido a que estas representan los dos extremos en lo relacionado con el sobre impulso en la respuesta temporal de los filtros. Al combinarse con las aproximaciones propuestas, Posicast demuestra ser una técnica adecuada para eliminar la distorsión provocada por los filtros con mejor desempeño en la respuesta en frecuencia, impactando positivamente el acondicionamiento de señales de pulsos usadas en instrumentación.
