Filtros Rir e Iir

DEPARTAMENTO DEELECTRICA Y ELECTRONICA
PROCESAMIENTO DIGITAL DE SEÑALES
1. TEMA:
FILTROS FIR E IIR
2. OBJETIVOS
* Comprender y explicar los conceptos fundamentales del uso de los filtros FIR e IIR en diferentes aplicaciones del mundo moderno.
* Manejar los diseños de filtros FIR e IIR en las dos opciones posibles que son software y hardware de manera adecuada e eficiente.
*Saber diseñar los diferentes tipos de filtros digitales tanto como FIR e IIR, manejando los diferentes métodos que existen y por ende a distintas frecuencias de corte, dependiendo de la aplicación dada.
* Tener la capacidad de simular en diferentessoftware de alto nivel (MATLAB) los filtros FIR e IIR.
* Entender la manera de diseñar los diferentes tipos de filtros antes mencionados yconocer su estructura mediante la cual se entenderá su funcionamiento, el cual nos permitirá asociar a una aplicación práctica sea en software o hardware.

3. INTRODUCCION
Los filtros digitales son una clase de sistemas discretos LTI utilizados para extraer características desde el dominio de la frecuencia sobre señales muestreadas. El diseño delos filtros requiere de las siguientes etapas: (1)especificaciones de las propiedades deseadas del sistema, (2) aproximaciones de las especificaciones mediante un sistemacausal en tiempo discreto y (3) la realización del sistema. El primero es altamentedependiente de la aplicación y el tercero de la tecnología utilizada para la implementación. En términos prácticos, el filtro deseado se realiza utilizando cómputo digital y se empleapara unaseñal que proviene de tiempo continuo seguido por una conversión analógico digital.

Cuando se utiliza un filtro digital para realizar el tratamiento de señales en tiempo continuo, empleando una configuración como la indicada en la figura de abajo, tanto las especificaciones del filtro en tiempo discreto como las que se indica en tiempo continuo se suelen dar en el dominio de la frecuencia. Si seusaun sistema LTI y si la entrada es de banda limitada y la frecuencia de muestreo es lo suficientemente alta para evitar el solapamiento, el sistema completo se comporta como unsistema LTI continúo en el tiempo cuya respuesta en frecuencia es:

En estos casos es inmediato convertir las especificaciones del filtro efectivo detiempo continuo, Gc (w), en especificaciones del filtro en tiempodiscreto, Gd (w). Laarquitectura presentada parece evidente que es más compleja y costosa que el uso decélulas Sallen-Key para implementar filtros analógicos.

Sin embargo, los filtros digitales exhiben abrumadoras ventajas respecto a los sistemas de tiempo continuo, una enumeración de los beneficios puede enmarcarse dentro de la comparación entre estos dos tipos de filtros:

* Respuesta dinámica:El ancho de banda del filtro digital está limitado por la frecuencia de muestreo, mientras que en los filtros analógicos con componentesactivos suelen estar restringidos por los amplificadores operacionales.

* Intervalo dinámico: En los filtros analógicos aparecen derivas que limitan porabajo el rango y se saturan con la alimentación. En cambio en los filtrosdigitales es fijado por elnúmero de bits que representa la secuencia, y el límiteinferior por el ruido de cuantificación y por los errores de redondeo.

* Conmutabilidad: Si los parámetros de un filtro digital se conservan en registros, loscontenidos de dichos registros pueden ser modificados a voluntad. De estaforma, estos filtros se pueden transformar, pudiéndose multiplexar en el tiempopara procesar varias señales deentradas a la vez.

* Adaptabilidad: Un filtro digital puede ser implementado en soporte físico (hardware) o mediante un programa de ordenador (software).

* Ausencia de problemas de componentes: Los parámetros de los filtros serepresentan por medio de números binarios y no derivan con el tiempo. Al nohaber componentes, no hay problemas de tolerancia o deriva de componentes, yningún...