CAPÍTULO 3. Variantes de diseño de filtros digitales Resultados de la implementación
3.3 Implementación en hardware de un algoritmo de filtrado
3.3.1 Resultados de la implementación para diferentes valores de frecuencia de la
Para realizarle varias pruebas al circuito se utilizaron tres valores de frecuencia de la
señal de entrada, manteniendo siempre una amplitud de la misma de 4 VPP (valor pico a
pico). Al aplicarle una señal cuya frecuencia se encontraba en la banda de paso del filtro diseñado (140 Hz), se obtuvo como señal de salida el mostrado en la parte inferior de la
Figura 7. En esta figura puede observarse comola fase permanece prácticamente igual
con respecto a la señal de entrada, la cual aparece en la parte superior de la figura.
Figura 7. Resultado de la primera prueba al sistema para una frecuencia
en la banda de paso del filtro.
Luego al aplicar una señal con una frecuencia igual a la Fc del filtro (200 Hz) se puede apreciar en la parte inferior de la Figura 8 como la señal de salida posee un defasaje
mayor que la obtenida anteriormente, además tiene 2.8 VPP, que equivale a una
atenuación de aproximadamente 3 dB de acuerdo a la expresión:
Por último se utilizó una señal de entrada con una frecuencia de 300 Hz que pertenece a la banda de rechazo del filtro, obteniéndose como señal de salida la que aparece en la Figura 9 (parte inferior). Puede observarse como dicha señal se encuentra atenuada a un
valor de aproximadamente 9 dB (1.4 VPP) y está desfasada con respecto a la entrada en
unos 90°, demostrando así el comportamiento de un filtro paso bajo ante señales con valores de frecuencia superiores a su Fc.
Figura 9. Resultado de la tercera prueba al sistema para la frecuencia
en la banda de rechazo del filtro.
3.4 Conclusiones parciales del capítulo.
Atendiendo a los temas tratados a lo largo de este capítulo a continuación se muestran dos conclusiones importantes que se derivan de los mismos:
1. La utilización de la herramienta Filter Design and Analysis Tool, del Matlab 7.0,
como base para la realización de diseños de algoritmos de filtrado en el Quartus II 4.2 resulta de gran factibilidad. A partir de la misma se obtiene una vista previa de algunas características que permiten una mayor comprensión del diseño, además de brindar informaciones que posibilitan una mejor implementación del mismo haciendo uso de las diferentes variantes que existen para describir diseños en el Quartus II.
2. La implementación con elementos de hardware de uno de los diseños de filtrado
realizados en el Quartus II 4.2, permite al diseñador comprobar de manera práctica el comportamiento del filtro que previamente ha sido diseñado y analizado en una herramienta de software.
3. Los resultados de la implementación en el hardware se corresponden con los
CONCLUSIONES
La realización de esta investigación ha posibilitado dar respuesta a la interrogante fundamental y cumplimiento al objetivo general de la misma, permitiendo así citar las siguientes conclusiones:
1. Del estudio realizado sobre los algoritmos básicos de DSP, adquieren un carácter
especial los filtros digitales, debido a la amplia gama de aplicaciones en que estos son utilizados.
2. Con una correcta explotación del software Quartus II de Altera se obtienen
resultados satisfactorios en la realización de algoritmos de filtrado en un FPGA, siendo esto una solución atractiva en la implementación de dichos sistemas digitales.
3. Haciendo una valoración de los resultados obtenidos, se pudo comprobar las buenas
propiedades numéricas de los filtros FIR cuando se implementan utilizando aritmética de punto fijo.
4. La interacción entre la herramienta Filter Design and Analysis Tool de Matlab 7.0 y
el software Quartus II de Altera, permitió mostrar una metodología atractiva para la realización de diseños de filtros digitales.
5. La elaboración en el software Quartus II de un algoritmo de filtrado y su posterior
implementación con elementos de hardware que incluye el uso de un FPGA,
permitió demostrar la importancia de la integración de las herramientas de software y los recursos de hardware en la conformación de conocimientos. De forma tal que se justifique la propuesta del uso de esta tecnología como recurso tecnológico- docente.
RECOMENDACIONES
1. Se propone que los temas abordados en esta investigación sean retomados en futuros
trabajos de diploma e investigaciones, con la finalidad de contar con un mayor número y variedad de algoritmos de DSP que se puedan implementar sobre un FPGA.
2. Dada la importancia y novedad de esta investigación, y sobre la base de un
mejoramiento en la preparación docente de los estudiantes de la carrera de Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica, se recomienda valorar la posibilidad de incorporar demostraciones como las realizadas en el tercer capítulo en el marco docente – educativo de la especialidad antes mencionada; pues las mismas permiten una mayor interactividad de los estudiantes con las herramientas de software y los recursos de hardware con que se cuenta.
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ANEXOS
Anexo 1 (a): Descripción en lenguaje VHDL de un filtro FIR diseñado con la