FIR filtar nasuprot IIR filtru: razlika i usporedba

Ključni za poneti

1. FIR filteri imaju konačan impulsni odziv, što znači da njihov izlaz ovisi samo o konačnom broju prošlih ulaza, dok IIR filteri imaju beskonačan impulsni odziv.
2. FIR filteri su uvijek stabilni jer su im polovi unutar jedinične kružnice, dok IIR filteri mogu biti nestabilni ovisno o koeficijentima filtera.
3. FIR filtri imaju linearne fazne karakteristike, što znači da čuvaju informacije o fazi ulaznog signala, dok IIR filtri mogu unijeti fazno izobličenje.

Što je FIR filter?

FIR filteri su jedan od dva osnovna digitalna filtera koji ne generiraju povratnu informaciju i isporučuju ograničen odziv. Ima odziv filtra konačnog trajanja i vraća se na nulu unutar konačnog vremena. FIR filteri su dizajnirani da budu linearni zbog, što znači da odgađaju odgovor, ali ne mijenjaju fazu. Oni su prikladniji za aplikacije s više brzina koje dopuštaju desetkovanje, interpolaciju ili oboje. Dok obavljaju obje vrste zadataka, FIR filteri omogućuju izostavljanje nekih izračuna, čime se postiže bolja računalna učinkovitost.

Jednostavni su za implementaciju i imaju poželjna numerička svojstva. Zahvaljujući ovom svojstvu FIR filtera, oni se vrlo popularno koriste u DSP filterima. Jedna od bitnih upotreba FIR filtara je u Hilbertovom transformatoru. Različiti FIR filtri koji se koriste su simetrični koeficijenti parnog reda, simetrični koeficijenti neparnog reda, antisimetrični koeficijenti parnog reda i antisimetrični koeficijenti neparnog reda.

Što je IIR filter?

IIR filtar je rekurzivni filtar koji koristi prethodne ulaze i izlaze i trenutne ulaze za izračunavanje izlaza filtra. Posao filtra je dopustiti prolaz specifičnih signala, dok uskraćuje ostale. IIR filtri za rad također koriste trenutne kao i prošle izlazne podatke. U praksi, impulsni odziv IIR filtara ni u jednom trenutku ne postaje nula. Sustavi koji koriste IIR filtre nikada u konačnici ne dolaze u opušteno stanje. Gotovo sve analog filtri su IIR filtri, ali digitalni filtri mogu biti IIR ili FIR.

Impulsni odziv generiran u IIR filtrima je beskonačan zbog povratne sprege sustava. Na primjer, ako stavite ulaz (jedan uzorak 1 nakon kojeg slijedi mnogo uzoraka 0), dobit ćete beskonačan broj vrijednosti različitih od nule kao izlaz.

Filtri koje generira IIR filtar brzi su i zahtijevaju manje izračuna i memorije. Ali teže ih je implementirati korištenjem aritmetike fiksne točke.

Razlika između FIR filtera i IIR filtera

1. FIR filteri imaju odgovor od konačnog vremena, ali odgovor generiran u IIR filtrima traje beskonačno vrijeme, a interna povratna sprega nastavlja kontinuirano reagirati.
2. FIR filtri se koriste sa sustavima koji imaju 0 odziva. Međutim, IIR filtri nikada ne dopuštaju da se odgovor spusti na 0.
3. Nije uvijek moguće implementirati IIR filtre koristeći koeficijente i veličine; međutim, možete ih bez problema koristiti za implementaciju FIR filtara.
4. FIR filteri zahtijevaju više memorije za isporuku određenog odziva filtera. U isto vrijeme, IIR filtri rade vrlo učinkovito s manje zahtjeva za memorijom kako bi isporučili odgovore filtra.
5. FIR izostavlja neke od izračuna dok dostavlja odgovor. S druge strane, svaki izlaz treba zasebno izračunati na IIR filtrima iako se izračuni mogu kasnije izbrisati.

Usporedba između FIR filtra i IIR filtra

Parametar usporedbe	FIR filtar	IIR filter
Definicija	FIR filtri su jedan od dva osnovna digitalna filtra koji ne generiraju povratnu informaciju i isporučuju ograničen odziv	IIR filtar je digitalni filtar koji koristi prethodne ulaze i izlaze i trenutne ulaze za izračunavanje izlaza filtra.
Pune forme	Odziv konačnog impulsa	Beskonačni impulsni odziv
Koristi	FIR filteri se koriste u komunikaciji, aplikacijama za obradu signala, potrošačkoj elektronici, audio itd.	IIR filteri se koriste u otpornicima, kondenzatorima, induktorima itd.
Priroda	Nerekurzivno	Ponavljajući
Prijenosna funkcija	Prisutne su samo nule	Nule, kao i polovi, također su prisutni.

Reference

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

Zadnje ažuriranje: 30. srpnja 2023