Consideraciones del diseño de filtros LPF para D-A

Published On Oct-05-2017

Transcripción

Al analizar la conversión D-A, se asume la utilización de filtros LPF con una pendiente perfectamente vertical, es decir, filtros brick-wall. Tales filtros no existen en el medio analógico. Recordemos que los filtros utilizados en la conversión A-D deben procesar voltajes de manera directa, por lo que se trata de filtros analógicos. Esta es una de las áreas que determina la calidad de la conversión D-A; cómo los diseñadores implementan soluciones a estos inconvenientes. A continuación, discutiremos el alcance de las limitaciones físicas de los componentes electrónicos en términos de la calidad de conversión.

La razón por la que no se dispone de filtros analógicos brick-wall es porque, conforme la pendiente del filtro aumenta, acercándose a ser perfectamente vertical, el retraso causado por el filtro tiende a infinito. Si bien el resultado será ideal, nunca llegaremos a escucharlo.

En la práctica, los diseñadores de convertidores utilizan filtros con una pendiente finita, la cual inicia en el borde de la banda que se desea filtrar. Para evitar el traslape de bandas y el consecuente aliasing, se aumenta la frecuencia de muestreo, levemente por encima del doble de la frecuencia más alta del contenido espectral de la señal por convertir. Esto explica por qué la frecuencia de muestreo del disco compacto es levemente mayor al doble del límite superior del rango audible; es decir, 44.1kHz y 20kHz, respectivamente. Hoy día, esta es la menor frecuencia de muestreo aceptable.

Figura 7.10. Filtros LPF con pendiente finita

Es difícil definir la pendiente que deben tener los filtros y el consecuente rechazo de las bandas indeseadas. La razón es que la cantidad de energía que se debe filtrar en cada banda varía considerablemente por la gran variedad de señales que se graban. Adicionalmente, se debe considerar que los filtros atenúan las señales fuera de su pass-band, pero no necesariamente las eliminan por completo. Como resultado, si la energía original en la banda que se desea filtrar es lo suficientemente alta, la atenuación del filtro podría no ser suficiente y, por lo tanto, podría darse aliasing.

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