FIR濾波器和IIR濾波器的區別

2021-10-05 15:14:59 字數 1496 閱讀 4866

數字濾波器廣泛應用於硬體電路設計,在離散系統中尤為常見,一般可以分為fir濾波器和iir濾波器,那麼他們有什麼區別和聯絡呢。

fir濾波器

定義:

fir濾波器是有限長單位衝激響應濾波器,又稱為非遞迴型濾波器,是數字訊號處理系統中最基本的元件,它可以在保證任意幅頻特性的同時具有嚴格的線性相頻特性,同時其單位抽樣響應是有限長的,因而濾波器是穩定的系統。

特點:

圖1 fir濾波原理圖

iir濾波器

定義:

iir濾波器是無限脈衝響應濾波器,又稱遞迴型濾波器,即結構上帶有反饋環路。

特點:

圖2 iir基礎原理圖

區別

如下圖所示為10hz的方波訊號,取樣率為1khz。

圖3 方波訊號

fir濾波器後,濾波後效果圖下圖所示

圖4 fir濾波效果圖

iir濾波器後,濾波後效果圖下圖所示

圖5 iir濾波效果圖

通過對比不難發現,iir濾波器存在非線性相位延遲,校正時需要雙向濾波進行校正,複雜不易控制;fir濾波器為線性延遲,可通過左右平移的方式直接校正,誤差小。

訊號處理速度:fir的濾波輸出取決於當前輸入資料和歷史輸入資料,iir的濾波輸出取決於當前輸入資料、歷史輸入資料和歷史輸出資料。以基於fpga硬體的數字濾波器為例,fir在處理訊號時不需等待前乙個訊號的濾波輸出,只需要考慮輸入資料便可實時濾波;iir需要等待上乙個訊號的濾波輸出,存在一定的時間延遲,所以處理速度上沒有fir快。

圖6 fir和iir濾波對比圖

從上面的簡單比較可以看到iir與fir濾波器各有所長,所以在實際應用時應該從多方面考慮來加以選擇。從使用要求上來看,在對相位要求不敏感的場合,如語言通訊等,選用iir較為合適,這樣可以充分發揮其經濟高效的特點;對於影象訊號處理,資料傳輸等以波形攜帶資訊的系統,則對線性相位要求較高,採用fir濾波器較好。當然,在實際應用中可能還要考慮更多方面的因素。

FIR濾波器與IIR濾波器

有限長單位衝激響應濾波器,又稱為非遞迴型濾波器 特點 fir濾波器的最主要的特點是沒有反饋迴路,穩定性強,故不存在不穩定的問題 fir具有嚴格的線性相位,幅度特性隨意設定的同時,保證精確的線性相位 fir設計方式是線性的,硬體容易實現 fir相對iir濾波器而言,相同效能指標時,階次較高,對cpu的...

FIR濾波器和IIR濾波器的區別

數字濾波器廣泛應用於硬體電路設計,在離散系統中尤為常見,一般可以分為fir濾波器和iir濾波器,那麼他們有什麼區別和聯絡呢。fir濾波器 定義 fir濾波器是有限長單位衝激響應濾波器,又稱為非遞迴型濾波器,是數字訊號處理系統中最基本的元件,它可以在保證任意幅頻特性的同時具有嚴格的線性相頻特性,同時其...

IIR和FIR濾波器設計低通濾波器

設原始訊號為 採用iir濾波器和fir濾波器設計低通濾波器,比較兩類濾波器的濾波結果。要求 採用matlab語言實現,並分析結果。首先對原始訊號進行頻譜分析,確定濾波器引數。通過分析加噪訊號的頻譜,雜訊訊號為 原始訊號為 iir濾波器設計 按照數字濾波器技術指標 通帶邊界頻率wp 通帶最大衰減 阻帶...