filtros digitales

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FILTROS DIGITALES

15.1
UNITEC ECATEPEC

 El alumno:

OBJETIVO

 Podrá delimitar las características de los filtros digitales.
 Comprenderá el uso de los filtros digitales.
 Especificará las propiedades físicas y de diseño de los
filtros digitales.

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Descripción

FILTRO
DIGITAL

 Un filtro es un sistema o una red que cambia
selectivamente laforma de onda, o las características
amplitud-frecuencia o fase-frecuencia de una manera
deseada.
 Los objetivos comunes del proceso de filtrado son mejorar
la calidad de la señal, por ejemplo removiendo o
atenuando el nivel de ruido, extrayendo información de
dos o más señales previamente combinadas para hacer
uso eficiente de un canal de comunicación, etc.

 Un filtro digital es unalgoritmo implementado en
hardware y/o software que opera sobre una señal de
entrada digital (discreta en tiempo y cuantizada en
amplitud) y genera una señal digital de salida, con la
finalidad de efectuar un proceso de filtrado.
 El término “filtro digital” se refiere al hardware o
software específico que ejecuta el algoritmo.
 Los filtros digitales trabajan sobre valores numéricosasociados a muestras de esas señales analógicas
previamente digitalizadas por conversores A/D o
simplemente sobre un conjunto de números almacenados
en la memoria de una computadora o microprocesador.

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 La señal de entrada, limitada en banda, se muestrea
periódicamente y se convierte en una serie de muestras
x[n], n = 0, 1, ...
 El procesador digital convierte la sucesión deentrada
x[n] en una sucesión de salida y[n] de acuerdo al
algoritmo de cómputo.
 El conversor digital-analógico convierte la salida digital
y[n] a valores continuos en tiempo que son procesados
por un filtro analógico para suavizar la forma de onda y
remover componentes no deseadas de alta frecuencia.

 Los filtros digitales juegan un papel muy importante en
el procesamiento digital deseñales.
 En gran número de aplicaciones, como compresión de
datos, procesamiento de señales biomédicas,
procesamiento de señales de voz, procesamiento de
imágenes, transmisión de datos, audio digital,
cancelamiento de ecos telefónicos, se prefieren por
sobre los filtros analógicos por uno o más de los
siguientes motivos:

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 Los filtros digitales pueden tenercaracterísticas que son imposibles de
conseguir con filtros analógicos, como
por ejemplo una respuesta de fase
exactamente lineal.

La
importancia
de los filtros
digitales

 El desempeño de los filtros digitales
no varía con las condiciones
ambientales (temperatura, humedad,
etc.) como sí ocurre con los filtros
analógicos, lo que elimina la necesidad
de calibrarlos periódicamente.
 Si elfiltro se implementa utilizando un
procesador programable la respuesta
en frecuencia de un filtro digital puede
ajustarse a voluntad (filtrado adaptivo).
 El mismo filtro puede procesar varias
señales o canales de entrada sin
necesidad de replicar el hardware.
 Las señales filtradas y sin filtrar pueden
almacenarse para uso o análisis
posterior.
 Los avances en las técnicas deintegración VLSI hacen que sea posible
fabricar filtros digitales pequeños, de
bajo consumo, y de muy bajo costo.

 La precisión con que un filtro digital
verifica las especificaciones de diseño
está limitada solamente por la longitud
de palabra (bits) utilizada para
representar los coeficientes del filtro y
ejecutar las operaciones aritméticas;
con los filtros analógicos es difícil
lograratenuaciones que excedan los
60 o 70 dB en la banda de rechazo
(utilizando componentes
convencionales).
 El desempeño de los filtros digitales es
repetible de unidad a unidad.
 Los filtros digitales pueden utilizarse a
muy bajas frecuencias, como las que se
encuentran en aplicaciones
biomédicas, donde el empleo de filtros
analógicos es poco práctico por los
valores muy elevados de los...