Filtro FIR vs Filtro IIR: Diferencia y Comparación

Puntos clave

1. Los filtros FIR tienen una respuesta de impulso finita, lo que significa que su salida depende solo de un número finito de entradas pasadas, mientras que los filtros IIR tienen una respuesta de impulso infinita.
2. Los filtros FIR siempre son estables porque sus polos están dentro del círculo unitario, mientras que los filtros IIR pueden ser inestables dependiendo de los coeficientes del filtro.
3. Los filtros FIR tienen características de fase lineal, lo que significa que conservan la información de fase de la señal de entrada, mientras que los filtros IIR pueden introducir distorsión de fase.

¿Qué es un filtro FIR?

Los filtros FIR son uno de los dos filtros digitales básicos que no generan retroalimentación y brindan una respuesta finita. Tiene una respuesta de filtro de duración finita y se estabiliza en cero en un tiempo finito. Los filtros FIR están diseñados para ser lineales, lo que significa que retrasan la respuesta pero no cambian la fase. Son más adecuados para aplicaciones de múltiples velocidades que permiten diezmar, interpolar o ambas. Al realizar ambos tipos de tareas, los filtros FIR permiten omitir algunos de los cálculos, brindando así una mejor eficiencia computacional.

Son fáciles de implementar y tienen propiedades numéricas deseables. Debido a esta propiedad de los filtros FIR, son muy populares en los filtros DSP. Uno de los usos esenciales de los filtros FIR está en el transformador Hilbert. Los diferentes filtros FIR utilizados son coeficientes simétricos de orden par, coeficientes simétricos de orden impar, coeficientes antisimétricos de orden par y coeficientes antisimétricos de orden impar.

¿Qué es un filtro IIR?

El filtro IIR es un filtro recursivo que utiliza las entradas y salidas anteriores y las entradas actuales para calcular la salida del filtro. El trabajo del filtro es permitir el paso de señales específicas mientras niega el resto. Los filtros IIR también utilizan datos de salida actuales y pasados ​​para funcionar. En la práctica, la respuesta de impulso de los filtros IIR no llega a ser cero en ningún momento. Los sistemas que usan filtros IIR nunca llegan finalmente a un estado relajado. casi todos los cosa análoga Los filtros son filtros IIR, pero los filtros digitales pueden ser IIR o FIR.

La respuesta de impulso generada en los filtros IIR es infinita debido al circuito de retroalimentación del sistema. Por ejemplo, si ingresa una entrada (una sola muestra 1 seguida de muchas muestras 0), obtendrá una cantidad infinita de valores distintos de cero como salida.

Los filtros generados por el filtro IIR son rápidos y requieren menos cálculos y memoria. Pero son más difíciles de implementar utilizando aritmética de punto fijo.

Diferencia entre el filtro FIR y el filtro IIR

1. Filtros FIR tienen una respuesta de tiempo finito, pero la respuesta generada en los filtros IIR dura infinitos tiempos, y la retroalimentación interna continúa respondiendo continuamente.
2. Los filtros FIR se utilizan con sistemas que tienen respuesta 0. Sin embargo, los filtros IIR nunca permiten que la respuesta se establezca en 0.
3. No siempre es posible implementar filtros IIR utilizando coeficientes y magnitudes; sin embargo, puede usarlos sin problemas para implementar filtros FIR.
4. Los filtros FIR requieren más memoria para entregar la respuesta de filtro particular. Al mismo tiempo, los filtros IIR funcionan de manera muy eficiente con menos requisitos de memoria para brindar respuestas de filtro.
5. FIR omite algunos de los cálculos al entregar la respuesta. Por otro lado, cada salida debe calcularse por separado en los filtros IIR, aunque los cálculos se pueden eliminar más adelante.

Comparación entre el filtro FIR y el filtro IIR

Parámetro de comparación	Filtro de abeto	filtro IIR
Definición	Los filtros FIR son uno de los dos filtros digitales básicos que no generan retroalimentación y brindan una respuesta finita	El filtro IIR es el filtro digital que utiliza las entradas y salidas anteriores y las entradas actuales para calcular la salida del filtro.
Formularios completos	Respuesta de impulso finito	Respuesta de impulso infinito
Usos	Los filtros FIR se utilizan en comunicaciones, aplicaciones de procesamiento de señales, electrónica de consumo, audio, etc.	Los filtros IIR se utilizan en resistencias, condensadores, inductores, etc.
Naturaleza	No recursivo	recursiva
Función de Transferencia	Solo hay ceros presentes.	Los ceros, así como los polos, también están presentes.

Referencias

1. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/j.1538-7305.1974.tb02745.x
2. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8318772/

Última actualización: 30 julio, 2023