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FILTROS DIGITALES
INTRODUCCION
La finalidad de un filtro es procesar una señal presente a su entrada, de forma que la señal de salida presente unas características frecuenciales cambiadas conforme a ciertas especificaciones. Este objetivo de todo filtro es independiente de su realización, sea ésta digital o analógica, y su comportamiento selectivo en frecuencias puede manifestarse en el módulode la señal de salida, en la fase, o en ambos.
Los filtros analógicos están constituidos por elementos reactivos, fáciles de conseguir en el mercado y cuya impedancia varía con la frecuencia (condensadores e inductores); pudiendo haber, además, elementos resistivos u otros componentes activos. Según las especificaciones del filtro (frecuencias de corte, transiciones entre bandas de paso y bandasatenuadas, etc.), su realización puede ser más o menos compleja. Filtros sencillos, como pueden ser filtros pasivos de orden reducido, son soluciones cuya realización óptima se halla, habitualmente, en el dominio analógico; su realización digital encarecería el coste si tuviera que implementarse un sistema digital, con sus correspondientes conversores AID y DIA, sólo para ello.
Otro de losatractivos de los filtros analógicos es su capacidad para manejar niveles de potencia importantes, aspecto difícil o, en muchos casos, imposible de conseguir solamente con filtros digitales. Y, finalmente, los filtros analógicos permiten trabajar con bandas frecuenciales muy altas, aspecto que en los filtros digitales se ve limitado por la velocidad del procesado. Si a esto se añade el hecho que acasoel estudio de los filtros digitales aporta nuevas soluciones de filtrado o simplemente es una forma alternativa, quizás más elegante, de realización de los filtros analógicos.
Un filtro digital es un algoritmo matemático, expresable como una ecuación en diferencias e implementado en hardware y/o en software, cuyo objetivo es el mismo que el de los filtros analógicos: ofrecer un procesadoselectivo en frecuencias de la señal de entrada. Al ser digital, ya se pueden intuir algunas de sus ventajas, como por ejemplo la capacidad de memorización o de ejecución de decisiones basadas en reglas lógicas, según valores observados en las señales de entrada o de salida. Y, a partir de aquí, la imaginación nos apunta muchas ventajas del filtrado digital: filtros con auto-aprendizaje basado en lamemorización de resultados previos, ajuste automático de las especificaciones del filtro, listados y estadísticas de resultados, etc.

Los filtros digitales, por su tecnología, presentan ventajas tecnológicas respecto a los analógicos. Algunas de estas ventajas son su mayor insensibilidad a condiciones ambientales (como, por ejemplo, la temperatura); su pequeño tamaño gracias a tecnologías VLSI;su menor coste para filtros de orden elevado; la repetibilidad de resultados (menor tolerancia a valores de los componentes); su versatilidad para efectuar diversos tipos de filtrado sin tener que modificar el hardware, o su capacidad para operar con señales de muy baja frecuencia sin necesidad de voluminosos condensadores ni de compensar derivas de tensiones o corrientes en dispositivos activos,como ocurre con los filtros analógicos. Esta última ventaja es la que los hace idóneos en muchas aplicaciones, como es el campo de la electromedicina, donde las frecuencias a procesar suelen ser muy bajas.
Pero, aparte de estas ventajas tecnológicas, con el filtrado digital se pueden conseguir filtros de fase lineal, imposibles con filtrado analógico (la fase lineal, propia de los filtros FIR,sólo es aproximable en una limitada banda frecuencial en el caso analógico), y se pueden efectuar filtrados no lineales, predicciones del comportamiento de señales u optimizaciones del comportamiento del filtro según determinados criterios que el propio algoritmo puede ir supervisando. Por ello, son muy atractivos en aplicaciones de procesado de voz y de imagen, de control y de comunicaciones....