.es/labs/Filtro paso alto y fltro paso bajo
Los filtros "paso alto" y "paso bajo" son sistemas que solamente permiten pasar sonidos por encima o por debajo de una cierta frecuencia, llamada frecuencia de corte, rechazando el resto de sonidos (o al menos atenuándolos).
El uso más extendido es la realización de "filtros" o "crossovers" en la construcción de altavoces. Estos filtros se encargan de separar los sonidos adecuados para cada altavoz. De esta forma, por ejemplo, al pequeño altavoz de agudos no le llegan los fuertes sonidos graves que podrían quemarlo rápidamente.
Estos filtros generalmente son circuitos electrónicos analógicos, aunque también se pueden implementar de forma digital para su uso en programas informáticos o en procesadores digitales de sonido.
Filtro de primer orden continuo en el tiempo
Un filtro de primer orden es un filtro que, a partir de la frecuencia de corte, reduce (o aumenta) el volumen a la mitad (o al doble) cada octava.
Un filtro continuo en el tiempo, una vez que empieza a reducir (o aumentar) el volumen a partir de la frecuencia de corte, lo reduce de forma continua y lineal, sin variaciones a lo largo de las frecuencias. En un gráfico de frecuencias se podría representar por una línea recta, sin variaciones.
Este tipo de filtro es el que utilizo como ejemplo en este artículo.
Filtro paso alto
Un filtro paso alto permite pasar sólamente las corrientes alternas más altas a la frecuencia de corte, es decir, los sonidos más agudos.
Para percibir un sonido agudo con la misma intensidad aparente que un sonido grave, se necesita mucho menos movimiento en la membrana, y por lo tanto menos potencia.
Por eso, un altavoz de agudos (también llamado tweeter) suele tener menos potencia que un altavoz de graves que lo acompañe. En la mayoría de los casos es necesario poner un filtro paso alto para protegerlos de las fuertes frecuencias graves evitando que se quemen.
Además, aunque el altavoz de agudos esté diseñado para ciertas frecuencias, es posible que realmente reproduzca muchas más, pero de forma incorrecta (puesto que no está diseñado para ello). Con el filtro le llegarán sólo las frecuencias para las que está diseñado.
Filtro paso bajo
Un filtro paso bajo permite pasar sólamente las corrientes alternas más bajas a la frecuencia de corte, es decir, los sonidos más graves.
Se podría utilizar para conectar un altavoz de graves. Su utilidad principal suele ser mejorar el sonido.
El altavoz de graves suele estar diseñado para ciertas frecuencias, pero reproduce muchas más con menos calidad (puesto que no está diseñado para ello). Con el filtro le llegarán sólo las frecuencias para las que está diseñado.
Fórmula de la frecuencia de corte
Como se puede observar, los dos circuitos son iguales excepto en que se intercambia el orden de la resistencia y el condensador. Por lo tanto las fórmulas sirven para ambos circuitos.
En ésta fórmula se usan las variables:
- Fc (Frecuencia de corte en hertzios)
- R (Valor de la resistencia en ohmios)
- C (Valor del condensador en faradios)
Al despejar R (el valor de la resistencia) se consigue ésta fórmula:
Y al despejar C (el valor del condensador) se consigue ésta fórmula:
Los datos de ésta página han sido obtenidos de las versiones española e inglesa de Wikipedia, de varias páginas acerca de filtros paso alto y paso bajo. Las fórmulas han sido despejadas por mí. En caso de haber cometido algún error me gustaría saberlo.