Filters worden gebruikt bij digitale signaalverwerking om ongewenste delen van het signaal te verwijderen, zoals willekeurige ruis, of om bruikbare delen van het signaal te extraheren, zoals de delen van het signaal die tot een bepaald bereik behoren.
Audio die met slechte apparatuur is opgenomen, kan bijvoorbeeld worden gefilterd om de ongewenste elementen uit het signaal te verwijderen, zodat het zo dicht mogelijk bij de originele audio klinkt (zonder storingen).
Digital filters kunnen worden ingedeeld in FIR (finite-duration impulse response) en IIR (infinite-duration impulse response) filters. Wanneer een systeem enige input krijgt, staat het bereikte resultaat of de bereikte respons bekend als de impulsrespons.
Key Takeaways
- IIR-filters hebben feedback in hun structuur, waardoor ze een oneindige impulsrespons hebben, terwijl FIR-filters geen feedback hebben en een eindige impulsrespons hebben.
- IIR-filters zijn recursief en kunnen onstabiele reacties creëren, terwijl FIR-filters niet-recursief en altijd stabiel zijn.
- IIR-filters hebben minder rekenkracht nodig dan FIR-filters, maar FIR-filters kunnen een betere frequentierespons en een lineaire fase hebben.
IIR versus FIR-filters
FIR- en IIR-filters verschillen omdat de impulsrespons van de eerste niet nul is voor slechts een paar monsters. IIR-filters hebben een oneindig aantal aantal van monsters die niet nul zijn.
Vergelijkingstabel
| Parameter van vergelijking | FIR FILTER | IIR FILTER |
|---|---|---|
| NATUUR | Niet-recursief van aard omdat het zijn uitvoer niet hergebruikt als invoer. | Recursief van aard omdat het een of meer van zijn uitvoer hergebruikt als invoer. |
| Efficiënt | Minder rekenkundig efficiënt. | Rekentechnisch efficiënter. |
| Gemak van implementatie in een circuit | Door het ontbreken van een terugkoppelingsmechanisme is het eenvoudiger te implementeren in een schakeling. | Vanwege een feedbackmechanisme is het moeilijker te implementeren in een schakeling. |
| Feedbackmechanisme | Gebruik geen feedbackcircuits. | Gebruikt een feedbackmechanisme waarbij de vorige uitvoer, in combinatie met de huidige en vroegere invoer, wordt gegeven als de huidige invoer. |
| Stabiliteit | Stabieler omdat de huidige uitvoer geen enkele relatie heeft met de vorige uitvoer. | Minder stabiel omdat het ook eerdere uitvoermonsters gebruikt. |
| Invoer vereist om stroomuitvoer te genereren | Huidige en vroegere voorbeelden van input | Huidige en vroegere samples van input samen met output uit het verleden. |
| Vertraging aangeboden | Biedt meer vertraging bij het geven van een antwoord | Biedt minder vertraging bij het geven van een antwoord |
| Geheugenvereiste | Vereist meer geheugen | Vereist minder geheugen |
| Gevoeligheid | Minder gevoelig | Gevoeliger |
| Gemak van beheersbaarheid | Gemakkelijk te bedienen | Vrij moeilijk te controleren |
Wat is een FIR-filter?
Digitale filters die een eindige impulsrespons van een dynamisch systeem genereren, staan bekend als FIR-filters. De impulsrespons van FIR-filters is van eindige duur.
FIR-filters hebben geen feedbackmechanisme. Hun huidige invoer bestaat alleen uit de huidige en vroegere invoerwaarden.
Wat is een IIR-filter?
Digitale filters die een oneindige impulsrespons van een dynamisch systeem genereren, staan bekend als IIR-filters. De huidige en eerdere inputs worden genomen als de huidige input in combinatie met de eerdere outputs.
IIR-filter werkt op een manier dat ook rekening wordt gehouden met de huidige en eerdere invoer en het uitvoermonster uit het verleden. Dit feedbackcircuit onderscheidt ze van FIR-filters.
Het interne feedbackmechanisme maakt deze filters recursief. Ze laten hun reactie nooit op 0 komen voor een toegepaste impuls.
IR-filters kunnen het beste worden gebruikt voor toepassingen die geen fase nodig hebben informatie, bijvoorbeeld voor het bewaken van signaalamplitudes.
Belangrijkste verschillen tussen FIR-filters en IIR-filters
- FIR-filters zijn niet-recursief. IIR-filters zijn recursieve omdat ze een feedbackmechanisme hebben. De laatste gebruikt een feedbackmechanisme in welke de vorige uitvoer, samen met de huidige en vroegere invoer, wordt gegeven als de huidige invoer.
- FIR-filters zijn makkelijker te implementeren maar zijn minder rekenkundig efficiënt dan IIR-filters. Vanwege een feedbacklus zijn IIR-filters dat wel moeilijk uit te voeren in een circuit.
- FIR-filters bieden een hogere vertraging in hun reactie. Aanbieding IIR-filters kleinere vertraging bij het reageren.
- FIR-filters vereisen meer geheugen in vergelijking met IIR-filters. FIR-filters zijn dat ook stabielere vanwege hun niet-recursieve karakter. IIR-filters, die recursief zijn, zijn dat wel onstabiel.
- FIR-filters zijn minder gevoelig en zijn gemakkelijker te bedienen dan IIR-filters.
Laatst bijgewerkt: 11 juni 2023
Ik heb zoveel moeite gestoken in het schrijven van deze blogpost om jou van waarde te kunnen zijn. Het zal erg nuttig voor mij zijn, als je overweegt het te delen op sociale media of met je vrienden/familie. DELEN IS ️
Piyush Yadav heeft de afgelopen 25 jaar als natuurkundige in de lokale gemeenschap gewerkt. Hij is een natuurkundige die gepassioneerd is om wetenschap toegankelijker te maken voor onze lezers. Hij heeft een BSc in natuurwetenschappen en een postdoctoraal diploma in milieuwetenschappen. Je kunt meer over hem lezen op zijn bio pagina.
De evenwichtige benadering van het artikel waarin de voor- en nadelen van beide filtertypen worden besproken, is lovenswaardig.
Daar ben ik het mee eens. Het vermijdt dat het ene type boven het andere wordt bevoordeeld en presenteert een onbevooroordeelde analyse.
De benadering van het artikel voor het vergelijken van FIR- en IIR-filters is zowel boeiend als verhelderend.
Een goed gestructureerd en informatief stuk. De gedetailleerde vergelijkingen dienen als waardevolle referenties voor zowel professionals als liefhebbers.
De diepgaande analyse van FIR- en IIR-filters in het artikel is zeer nuttig voor degenen die op zoek zijn naar een uitgebreid begrip van het onderwerp.
Absoluut. De uitleg is nauwkeurig en overzichtelijk.
Het artikel verzuimt de toepassingen van dergelijke filters in de echte wereld te bespreken, waardoor de praktische betekenis ervan wordt beperkt.
Commercieel verkrijgbare implementaties en praktische gebruiksscenario's zouden waardevolle toevoegingen zijn geweest.
Het onderscheid tussen FIR- en IIR-filters in termen van circuitimplementatie zou voor de duidelijkheid verder kunnen worden uitgewerkt.
Overeengekomen. Visuele hulpmiddelen of diagrammen kunnen helpen de implementatieverschillen effectief over te brengen.
Theoretische concepten kunnen een uitdaging zijn om te begrijpen zonder visualisaties.
Het artikel biedt waardevolle inzichten in FIR- en IIR-filters, maar de focus op gevoeligheid kan verder worden verduidelijkt.
Het gevoeligheidsaspect vereist mogelijk een meer gedetailleerde uitleg zodat de lezers de betekenis ervan volledig kunnen begrijpen.
Ik ben van mening dat de gevoeligheidsverschillen beter kunnen worden opgehelderd om het begrip van de lezer te vergroten.
Ik waardeer de gedetailleerde vergelijking en de duidelijke uitleg van hoe deze filters werken.
Het is verfrissend om een uitleg op hoog niveau te zien die het onderwerp niet te simpel maakt.
Het artikel slaagt er uitstekend in complexe concepten in begrijpelijke delen op te splitsen.
Dit artikel is uiterst informatief en biedt alle nodige details om de belangrijkste verschillen tussen FIR- en IIR-filters te begrijpen. Goed gestructureerd en gemakkelijk te volgen.
Ik ben het daar volledig mee eens. Vooral de gedetailleerde vergelijkingstabel is nuttig.
Ik vind de vergelijking van FIR- en IIR-filters inzichtelijk en noodzakelijk voor DSP-enthousiastelingen en professionals.
Het grondige onderzoek van de belangrijkste verschillen brengt duidelijkheid in een vaak verkeerd begrepen onderwerp.
Het technische jargon in dit artikel kan moeilijk te begrijpen zijn voor lezers zonder een sterke achtergrond in DSP.
Ik ben van mening dat lezers een bepaald niveau van begrip moeten hebben en dat het niet nodig is om de inhoud te veel te vereenvoudigen.
Absoluut. Een verklarende woordenlijst zou nuttig zijn geweest voor degenen die niet bekend zijn met de DSP-terminologie.