Proyecto: Diseño de Filtros Pasabajos y Pasaaltos

Objetivo:

Comprender el funcionamiento de los filtros pasabajos y pasaaltos RC, diseñar y construir circuitos prácticos, y analizar su respuesta en frecuencia.

Materiales:

• Resistencias de diferentes valores
• Condensadores de diferentes valores
• Protoboard
• Fuente de voltaje continua variable
• Osciloscopio
• Generador de funciones
• Cables de conexión
• Software de simulación (opcional)

Procedimiento:

1. Investigación:

   • Investiguen en profundidad los conceptos de filtros pasabajos y pasaaltos RC.
   • Analicen cómo la relación entre la resistencia y la capacitancia afecta a la frecuencia de corte.
   • Investiguen diferentes aplicaciones de estos filtros en electrónica.

2. Diseño del circuito:

   • Filtro pasabajo: Diseñen un circuito RC donde la resistencia esté en serie con la carga y el condensador en paralelo.
   • Filtro pasaalto: Diseñen un circuito RC donde el condensador esté en serie con la carga y la resistencia en paralelo.
   • Calculen la frecuencia de corte para cada circuito utilizando la fórmula: f_c = 1 / (2πRC).

3. Simulación (opcional):

   • Simulen los circuitos diseñados utilizando un software de simulación como LTspice o PSpice.
   • Comparen los resultados de la simulación con los cálculos teóricos.

4. Construcción del circuito:

   • Construyan los circuitos diseñados en el protoboard.
   • Verifiquen que las conexiones estén correctas antes de aplicar voltaje.

5. Medición de la respuesta en frecuencia:

   • Utilicen el generador de funciones para aplicar una señal senoidal de frecuencia variable a la entrada del filtro.
   • Utilicen el osciloscopio para medir la amplitud de la señal de salida en diferentes frecuencias.
   • Grafiquen la respuesta en frecuencia (ganancia en dB vs frecuencia) para cada filtro.

6. Análisis de resultados:

   • Comparen los resultados experimentales con los obtenidos en la simulación y los cálculos teóricos.
   • Analicen cómo varía la atenuación de la señal a medida que se cambia la frecuencia.
   • Identifiquen la frecuencia de corte en cada caso y verifiquen si coincide con los cálculos teóricos.

Rúbrica de Evaluación

Criterio	Descripción	Puntos posibles
Investigación	Demuestra una comprensión profunda de los conceptos de filtros pasabajos y pasaaltos.	10
Diseño del circuito	Los circuitos diseñados son correctos y cumplen con los requisitos.	10
Simulación	Los resultados de la simulación son consistentes con los cálculos teóricos.	5
Construcción	El circuito físico está correctamente construido y funciona según lo esperado.	10
Mediciones	Las mediciones de la respuesta en frecuencia son precisas y bien presentadas.	10
Análisis de resultados	El análisis de los resultados es claro, conciso y demuestra una comprensión profunda de los conceptos.	15
Informe	El informe es bien estructurado, claro y conciso, y cumple con los requisitos de formato.	10
Trabajo en equipo	Los miembros del equipo colaboraron de manera efectiva y equitativa.	5
Total		75

Observaciones:

• Flexibilidad: Esta rúbrica puede adaptarse a diferentes niveles de complejidad y a los objetivos específicos del curso.
• Énfasis en la comprensión: Se evalúa tanto el conocimiento teórico como la capacidad de aplicar los conceptos en la práctica.
• Trabajo colaborativo: Se fomenta el trabajo en equipo y la comunicación efectiva.
• Evaluación continua: Se pueden realizar evaluaciones parciales durante el desarrollo del proyecto para brindar retroalimentación a los estudiantes.

Sugerencias adicionales:

• Extensión: Los estudiantes pueden explorar diferentes tipos de filtros (p.ej., Butterworth, Chebyshev) o investigar aplicaciones más avanzadas de los filtros RC.
• Herramientas: Se pueden utilizar herramientas de software libre como Octave o Scilab para el análisis de datos y la generación de gráficas.

Este proyecto permitirá a los estudiantes consolidar sus conocimientos sobre circuitos RC y desarrollar habilidades prácticas en el diseño y análisis de sistemas electrónicos.