fir和iir濾波器的乙個主要區別:fir是線性相位,iir為非線性相位(雙線性變換法),對於非線性相位會造成的影響,可以這樣考慮:對於輸入的不同頻率分量,造成的相位差與頻率不成正比,則輸出時不同頻率分量的疊加的相位情況和輸入時有變化,得到的通帶訊號產生失真。
iir濾波器有以下幾個特點
1 iir數字濾波器的系統函式可以寫成封閉函式的形式。
2 iir數字濾波器採用遞迴型結構,即結構上帶有反饋環路。iir濾波器運算結構通常由延時、乘以係數和相加等基本運算組成,可以組合成直接型、正準型、級聯型、併聯型四種結構形式,都具有反饋迴路。由於運算中的捨入處理,使誤差不斷累積,有時會產生微弱的寄生振盪。
3 iir數字濾波器在計上可以借助成熟的模擬濾波器的成果,如巴特沃斯、契比雪夫和橢圓濾波器等,有現成的設計資料或圖表可查,其設計工作量比較小,對計算工具的要求不高。在設計乙個iir數字濾波器時,我們根據指標先寫出模擬濾波器的公式,然後通過一定的變換,將模擬濾波器的公式轉換成數字濾波器的公式。
4 iir數字濾波器的相位特性不好控制,對相位要求較高時,需加相位校準網路。
在matlab下設計iir濾波器可使用buttterworth函式設計出巴特沃斯濾波器,使用cheby1函式設計出契比雪夫i型濾波器,使用cheby2設計出契比雪夫ii型濾波器,使用ellipord函式設計出橢圓濾波器。
與fir濾波器的設計不同,iir濾波器設計時的階數不是由設計者指定,而是根據設計者輸入的各個濾波器引數(截止頻率、通帶濾紋、阻帶衰減等),由軟體設計出滿足這些引數的最低濾波器階數。在matlab下設計不同型別iir濾波器均有與之對應的函式用於階數的選擇。
iir單位響應為無限脈衝序列fir單位響應為有限的
iir幅頻特性精度很高,不是線性相位的,可以應用於對相位資訊不敏感的音訊訊號上;
fir幅頻特性精度較之於iir低,但是線性相位,就是不同頻率分量的訊號經過fir濾波器後他們的時間差不變。這是很好的性質。
另外有限的單位響應也有利於對數碼訊號的處理,便於程式設計,用於計算的時延也小,這對實時的訊號處理很重要
iir與fir數字濾器的比較
firiir
設計方法
一般無解析的設計公式,要借助電腦程式完成。
利用af的設計圖表,可簡單、有效地完成設計。
設計結果
可得到幅頻特性(可以多帶)和線性相位(優點)。
只能得到幅頻特性,相頻特性未知(缺點),如需要線性相位,須用全通網路校準,但增加濾波器階數和複雜性。
穩定性極點全部在原點(永遠穩定),無穩定性問題。
有穩定性問題 。
因果性總是滿足,任何乙個非因果的有限長序列,總可以通過一定的延時,轉變為因果序列。
結構非遞迴
遞迴系統
運算誤差
一般無反饋,運算誤差小。
有反饋,由於運算中的四捨五入會產生極限環。
快速演算法
可用fft減少運算量。
無快速運算方法
fir和iir比較(有限衝擊響應和無限衝擊響應)
從效能上進行比較 "
從效能上來說,iir濾波器傳輸函式的極點可位於單位圓內的任何地方,因此可用較低的階數獲得高的選擇性,所用的存貯單元少,所以經濟而效率高。但是這個高效率是以相位的非線性為代價的。選擇性越好,則相位非線性越嚴重。相反,fir濾波器卻可以得到嚴格的線性相位,然而由於fir濾波器傳輸函式的極點固定在原點(輸出只與有限項輸入有關,所以傳遞函式分母為1,極點在零點),所以只能用較高的階數達到高的選擇性;對於同樣的濾波器設計指標,fir濾波器所要求的階數可以比iir濾波器高5~10倍,結果,成本較高,訊號延時也較大;如果按相同的選擇性和相同的線性要求來說,則iir濾波器就必須加全通網路進行相位較正,同樣要大增加濾波器的節數和複雜性。
從結構上看"
iir濾波器必須採用遞迴結構,極點位置必須在單位圓內,否則系統將不穩定。另外,在這種結構中,由於運算過程中對序列的捨入處理,這種有限字長效應有時會引入寄生振盪。相反,fir濾波器主要採用非遞迴結構,不論在理論上還是在實際的有限精度運算中都不存在穩定性問題,運算誤差也較小。此外,fir濾波器可以採用快速付里葉變換演算法,在相同階數的條件下,運算速度可以快得多。
IIR與FIR的對比
fir finite impulse response 即有限衝擊響應濾波器,也即系統的衝激響應引數h n h n h n 與h z h z h z 長度是有限的 相應的,其系統函式的z域形式為 h z n 0n n 1h n z n h z sum h n z h z n 0 n n 1 h n ...
IIR與FIR的區別 2
iir濾波器有以下幾個特點 1 iir數字濾波器的系統函式可以寫成封閉函式的形式。2 iir數字濾波器採用遞迴型結構,即結構上帶有反饋環路。iir濾波器運算結構通常由延時 乘以係數和相加等基本運算組成,可以組合成直接型 正準型 級聯型 併聯型四種結構形式,都具有反饋迴路。由於運算中的捨入處理,使誤差...
FIR和IIR的區別
fir 有限脈衝響應濾波器。有限說明其脈衝響應是有限的。與iir相比,fir具有線性相位 容易設計的優點。這也就說明,iir濾波器具有相位不線性,不容易設計的缺點。而另一方面,fir卻擁有iir所不具有的缺點,那就是設計同樣引數的濾波器,fir比iir需要更多的引數。這也就說明,要增加dsp的計算量...