Filtros

Componentes electrónicos, filtros – para la supresión de interferencias y el acondicionamiento de señales

Los componentes electrónicos y los filtros permiten la adaptación selectiva de las características de señal en circuitos analógicos y digitales. En entornos industriales, son esenciales para la supresión de interferencias electromagnéticas (EMI), la mejora de la integridad de señal y la separación de canales.

Aplicaciones y parámetros – rendimiento de precisión en entornos industriales

La selección adecuada de un filtro depende de la topología del circuito y de los requisitos de compatibilidad electromagnética (CEM). Los tipos de filtros más utilizados incluyen:

• Filtros paso bajo – eliminan el ruido de alta frecuencia y garantizan una alimentación de tensión estable para sensores y sistemas de control.
• Filtros paso alto – filtran interferencias de baja frecuencia para mejorar la calidad de señales digitales.
• Filtros pasa banda – se emplean en la transmisión de datos y señales analógicas sin comprimir.
• Filtros activos y pasivos – seleccionados según las características de atenuación deseadas y los parámetros de impedancia de la trayectoria de señal.

En automatización industrial, los componentes de filtro electrónico también se utilizan en líneas de alimentación para aislar interferencias de variadores de frecuencia, servomotores y fuentes de alimentación conmutadas.

En el diseño de una etapa de filtrado se deben considerar cuidadosamente factores como la impedancia de entrada/salida, la topología (filtros π, T o LC), las tolerancias de los componentes y los rangos de frecuencia de corte. Los circuitos de filtrado industriales se diseñan cumpliendo las especificaciones CEM conforme a la norma IEC 61000 y según las recomendaciones específicas de aplicación.

Los componentes de filtrado electrónico deben seleccionarse en función de los requisitos operativos del sistema: desde circuitos de medición de baja impedancia hasta sistemas de alimentación de alta potencia, donde la supresión de emisiones conducidas y radiadas es clave para garantizar la fiabilidad.

Selección de topologías de filtro para aplicaciones industriales

La topología de un filtro determina su rendimiento y aplicabilidad. Las topologías π y T se utilizan frecuentemente en filtros de red, ya que suprimen eficazmente interferencias de modo común y modo diferencial. Los filtros LC son una solución estándar por su simplicidad y eficiencia en altas frecuencias.

Selección de materiales en filtros industriales

Los materiales utilizados en su fabricación, como núcleos de ferrita, condensadores cerámicos o bobinas de alta Q, contribuyen significativamente a la estabilidad térmica y la precisión del filtrado. En electrónica industrial, además del rendimiento, se valoran la resistencia ambiental y la robustez mecánica.

Conformidad normativa y certificación

Los filtros en sistemas industriales deben cumplir estrictamente las normas de CEM y seguridad. Su certificación conforme a IEC y la documentación técnica del fabricante garantizan un funcionamiento constante en condiciones ambientales y operativas definidas.

Integración en líneas de señal y alimentación

En la electrónica industrial moderna, se requiere frecuentemente la integración de filtros en diseños compactos de placas de circuito impreso o en carcasas modulares. Para ello deben considerarse limitaciones de espacio, disipación térmica y estrategias de apantallamiento al integrarlos en unidades de procesamiento de señales o módulos de amplificación de potencia.

Desarrollos futuros en tecnología de filtrado

Con la evolución hacia la Industria 4.0, los filtros deberán soportar mayores rangos de frecuencia y entornos de señal más complejos. Las tecnologías de filtros inteligentes y adaptativos permitirán en el futuro una adaptación en tiempo real según la situación actual de CEM.