El filtro digital es un sistema de tiempo discreto que puede realizar funciones de filtrado de señales. Aprovecha los avances de la tecnología digital para emular sistemas análogos. Debe cumplir los requisitos necesarios para procesar las señales analógicas (Teorema del muestreo).
Un filtro digital requiere un procesador digital para realizar cálculos numéricos en los valores muestreados de la señal. El procesador puede ser un ordenador corriente, como un PC, o un chip DSP (Digital Signal Processor) especializado.
La parte analógica de la señal debe ser previamente muestreada y digitalizada por un convertidor AD (analógico-digital). Los números binarios resultantes de la conversión anterior, que representan valores sucesivos muestreados de la señal de entrada, son transferidos al procesador, que realiza unos cálculos numéricos sobre ellos. Estos cálculos suelen ser multiplicaciones de los valores de entrada por unas constantes y suma de las anteriores multiplicaciones. Si es necesario, los resultados de los cálculos, que representan los valores de una señal filtrada, son sacados a través de un convertidos DA (digital-analógico) para convertir la señal a su forma analógica.
El siguiente dibujo nos muestra la configuración básica de un filtrado digital:
Ventajas del filtro digital.
1. Un filtro digital es programable, su función está determinado por un programa almacenado en el procesador. Esto significa que el efecto del filtro puede ser cambiado fácilmente sin modificar su circuitería (hardware). Un filtro analógico solo puede cambiar rediseñando el circuito de filtrado.
2. Los filtros digitales son fácilmente diseñados, testados e implementados en un ordenador convencional o en una estación de trabajo (workstation).
3. Las características de los circuitos de filtrado analógico (particularmente aquellos que contengan componentes activos) son susceptibles a las variaciones de velocidad y de temperatura. En cambio, los filtros digitales no sufren este problema, y son extremadamente estables con respecto al tiempo y la temperatura.
4. A parte de sus correspondientes partes analógicas, los filtros digitales solo pueden tratar señales de baja frecuencia con gran exactitud. A medida que la velocidad de la tecnología DSP aumente, los filtros digitales podrán empezar a poderse aplicar en señales de alta frecuencia en el dominio de las frecuencias de radio, el cual fue un campo exclusivo reservado a la tecnología analógica.
5. Los filtros digitales son mucho más versátiles en su capacidad de procesar señales de diferentes formas. Esto significa que algunos filtros digitales tienen la capacidad de adaptarse a los cambios en las características de la señal.
6. Los procesadores DSPs más rápidos pueden tratar combinaciones complejas de filtros en paralelo o en cascada, haciendo que los requerimientos de hardware sean relativamente simples y compactas en comparación con la circuitería analógica.
7. Alta inmunidad al ruido.
8. Alta precisión (limitada por los errores de redondeo en la aritmética empleada).
9. Muy bajo coste (y bajando).
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