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Diseño de compensadores de Filtro Comb de banda ancha mediante el análisis de intervalos y Particle Swarm Optimization
Sergio Salguero
GORDANA JOVANOVIC DOLECEK
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
DECIMATION
COMB FILTER
MULTIPLIERLESS COMPENSATOR
INTERVAL ANALYSIS
PSO
DECIMACIÓN
FILTRO COMB
COMPENSADOR SIN MULTIPLICADORES
ANÁLISIS DE INTERVALOS
El filtro comb es el filtro de decimación más simple que existe, debido a que todos sus coeficientes son iguales a la unidad. Sin embargo, su respuesta en magnitud tiene una prolongada caída en la banda de paso, disminuyendo la calidad de la señal decimada, lo cual ocasiona que no sea compatible con varias aplicaciones. La caída se reduce al conectar en cascada con el filtro comb, un filtro denominado compensador. En este proyecto de tesis, presentamos métodos para el diseño de compensadores de filtro comb, los cuales tienen coeficientes que son expresados como suma de potencias de dos (SPT, por sus iniciales en inglés), evitando así, el uso de multiplicadores en su estructura, y por lo tanto, reduciendo su complejidad en hardware. Con el propósito de llevar a cabo la búsqueda de coeficientes en forma SPT, se utiliza el método de análisis de intervalos. Además, para optimizar el proceso de búsqueda, se emplea el método Particle Swarm Optimization (PSO). Ambos métodos constituyen la base de los algoritmos de los métodos propuestos, los cuales son implementados en MATLAB. Una de las principales características de los métodos propuestos es la flexibilidad para permitir variar el número de sumadores requeridos en la estructura del compensador, logrando establecer un trade-off entre esta cantidad de sumadores y el valor absoluto de la desviación en la banda de paso estimado. Los resultados obtenidos por los métodos desarrollados durante esta investigación, únicamente dependen del orden del filtro comb K, siempre que el factor de decimación M sea mayor que 10. Finalmente, estos métodos son comparados con otros métodos encontrados en la literatura que poseen características similares, demostrando los beneficios que brindan los métodos propuestos.
Comb filter is the simplest decimation filter that exists, since all its coefficients are equal to unity. However, its magnitude response has a prolonged droop in the passband, decreasing the quality of the decimated signal, which makes it not compatible with various applications. The passband droop is reduced by cascading with the comb filter, a filter called compensator. In this thesis project, we present methods for the design of comb compensators filters, which have coefficients that are expressed as sum of powers of two (SPT), avoiding the use of multipliers in their structure, and therefore, reducing its hardware complexity. In order to carry out the search for coefficients in SPT form, the interval analysis method is used. In addition, to optimize the search process, the Particle Swarm Optimization (PSO) method is considered. Both methods constitute the basis of the algorithms of the proposed methods, which are implemented in MATLAB. One of the main characteristics of the proposed methods is the flexibility to allow varying the number of adders required in the compensator structure, setting a trade-off between this number of adders and the absolute value of the passband deviation estimated. The results obtained by the methods developed during this investigat ion only depend on the order of the comb filter K, considering that the decimation factor M is greater than 10. Finally, these methods are compared with other methods found in the literature that have similar characteristics, demonstrating the benefits of the proposed methods.
Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
2020-11
Tesis de maestría
Español
Estudiantes
Investigadores
Público en general
Salguero Luna, S.A., (2020), Diseño de compensadores de Filtro Comb de banda ancha mediante el análisis de intervalos y Particle Swarm Optimization, Tesis de Maestría, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica.
ELECTRÓNICA
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