Os filtros são usados no processamento de sinais digitais para remover partes indesejáveis do sinal, como ruído aleatório, ou para extrair partes úteis do sinal, como as partes do sinal pertencentes a uma determinada faixa.
Por exemplo, áudios gravados com equipamentos ruins podem ser filtrados para remover os elementos indesejados do sinal, tornando-o o mais próximo possível do áudio original (sem interferências).
Digital os filtros podem ser classificados em filtros FIR (resposta ao impulso de duração finita) e filtros IIR (resposta ao impulso de duração infinita). Quando um sistema recebe alguma entrada, o resultado ou resposta alcançado é conhecido como sua resposta ao impulso.
Principais lições
- Os filtros IIR possuem realimentação em sua estrutura, permitindo que tenham uma resposta ao impulso infinita, enquanto os filtros FIR não possuem realimentação e possuem uma resposta ao impulso finita.
- Os filtros IIR são recursivos e podem criar respostas instáveis, enquanto os filtros FIR são não recursivos e sempre estáveis.
- Os filtros IIR requerem menos poder computacional do que os filtros FIR, mas os filtros FIR podem ter uma melhor resposta de frequência e uma fase linear.
Filtros IIR vs FIR
Os filtros FIR e IIR diferem porque a resposta ao impulso do primeiro é diferente de zero para apenas algumas amostras. Os filtros IIR têm um infinito número de amostras diferentes de zero.
Tabela de comparação
| Parâmetro de Comparação | FIR filtros | IIR filtros |
|---|---|---|
| Natureza | Não recursivo por natureza porque não reutiliza suas saídas como entradas. | Recursiva por natureza porque reutiliza uma ou mais de suas saídas como entradas. |
| Eficiência | Menos eficiente computacionalmente. | Mais eficiente computacionalmente. |
| Facilidade de implementação em um circuito | Devido à ausência de um mecanismo de feedback, é mais fácil de implementar em um circuito. | Devido a um mecanismo de feedback, é mais difícil de implementar em um circuito. |
| Mecanismo de retorno | Não use circuitos de feedback. | Usa um mecanismo de feedback no qual a saída anterior, em conjunto com a entrada presente e passada, é fornecida como a entrada atual. |
| Estabilidade | Mais estável, pois a saída atual não mantém nenhuma relação com a saída anterior. | Menos estável, pois também usa amostras de saída anteriores. |
| Entrada necessária para gerar saída atual | Amostras atuais e passadas de entrada | Amostras atuais e passadas de entrada junto com a saída passada. |
| Atraso oferecido | Oferece mais atraso no fornecimento de uma resposta | Oferece menor atraso no fornecimento de uma resposta |
| Requisito de memória | Requer mais memória | Requer menos memória |
| Sensibilidade | Menos sensível | Mais sensível |
| Facilidade de controlabilidade | Fácil de controlar | Bastante difícil de controlar |
O que é um filtro FIR?
Filtros digitais que geram uma resposta de impulso finita de um sistema dinâmico são conhecidos como filtros FIR. A resposta ao impulso fornecida pelos filtros FIR é de duração finita.
Os filtros FIR não possuem um mecanismo de feedback. Sua entrada atual consiste apenas nos valores de entrada presentes e passados.
O que é um filtro IIR?
Filtros digitais que geram uma resposta ao impulso infinita de um sistema dinâmico são conhecidos como filtros IIR. As entradas presentes e passadas são tomadas como a entrada presente em conjunto com as saídas passadas.
O filtro IIR opera de forma que as entradas presentes e passadas e a amostra de saída passada também sejam consideradas. Esse circuito de feedback é o que os diferencia dos filtros FIR.
O mecanismo de feedback interno torna esses filtros recursivos. Eles nunca permitem que sua resposta se estabeleça em 0 para um impulso aplicado.
Os filtros IR são mais adequados para aplicações que não requerem fase INFORMAÇÕES, por exemplo, para monitorar amplitudes de sinal.
Principais diferenças entre filtros FIR e filtros IIR
- Os filtros FIR são não recursivo. Os filtros IIR são recursiva pois eles têm um mecanismo de feedback. Este último usa um Mecanismo de retorno in qual a saída anterior, em conjunto com a entrada atual e passada, é dada como a entrada atual.
- Os filtros FIR são mais fácil de implementar mas são menos eficientes computacionalmente do que os filtros IIR. Devido a um loop de realimentação, os filtros IIR são difícil de implementar em um circuito.
- Os filtros FIR oferecem uma maior atraso em sua resposta. Oferta de filtros IIR menor atraso em responder.
- Os filtros FIR requerem mais memória em comparação com os filtros IIR. Os filtros FIR também são mais estável devido à sua natureza não recursiva. Os filtros IIR, sendo recursivos, são instável.
- Os filtros FIR são menos sensível e são mais fáceis de controlar do que os filtros IIR.
Última atualização: 11 de junho de 2023
Eu me esforcei tanto para escrever esta postagem no blog para fornecer valor a você. Será muito útil para mim, se você considerar compartilhá-lo nas mídias sociais ou com seus amigos/família. COMPARTILHAR É ♥️
Piyush Yadav passou os últimos 25 anos trabalhando como físico na comunidade local. Ele é um físico apaixonado por tornar a ciência mais acessível aos nossos leitores. Ele é bacharel em Ciências Naturais e pós-graduado em Ciências Ambientais. Você pode ler mais sobre ele em seu página bio.
A abordagem equilibrada do artigo ao discutir os prós e os contras de ambos os tipos de filtro é louvável.
Concordo. Evita favorecer um tipo em detrimento do outro e apresenta uma análise imparcial.
A abordagem do artigo para comparar os filtros FIR e IIR é envolvente e esclarecedora.
Uma peça bem estruturada e informativa. As comparações detalhadas servem como referências valiosas para profissionais e entusiastas.
A análise aprofundada do artigo sobre os filtros FIR e IIR é muito benéfica para aqueles que buscam uma compreensão abrangente do tópico.
Absolutamente. As explicações são precisas e bem organizadas.
O artigo não discute as aplicações reais de tais filtros, limitando seu significado prático.
Implementações comercialmente disponíveis e casos de uso prático teriam sido acréscimos valiosos.
A distinção entre filtros FIR e IIR em termos de implementação de circuito poderia ser mais elaborada para maior clareza.
Acordado. Auxílios visuais ou diagramas podem ajudar a transmitir as diferenças de implementação de forma eficaz.
Conceitos teóricos podem ser difíceis de entender sem visualizações.
O artigo oferece informações valiosas sobre os filtros FIR e IIR, mas o foco na sensibilidade poderia ser mais esclarecido.
O aspecto da sensibilidade pode exigir uma explicação mais detalhada para que os leitores compreendam plenamente o seu significado.
Acredito que as diferenças de sensibilidade poderiam ser melhor elucidadas para melhorar a compreensão do leitor.
Agradeço a comparação detalhada e a explicação clara de como esses filtros funcionam.
É revigorante ver uma explicação de alto nível que não simplifica demais o tópico.
O artigo faz um excelente trabalho ao dividir conceitos complexos em partes compreensíveis.
Este artigo é extremamente informativo e fornece todos os detalhes necessários para compreender as principais diferenças entre os filtros FIR e IIR. Bem estruturado e fácil de seguir.
Eu não poderia concordar mais. A tabela de comparação detalhada é especialmente útil.
Considero a comparação dos filtros FIR e IIR esclarecedora e necessária para entusiastas e profissionais de DSP.
O exame minucioso das principais diferenças traz clareza a um assunto comumente mal compreendido.
O jargão técnico neste artigo pode ser difícil de ser compreendido por leitores sem uma sólida experiência em DSP.
Acredito que os leitores devam ter algum nível de compreensão e não é necessário simplificar muito o conteúdo.
Absolutamente. Um glossário de termos teria sido útil para quem não está familiarizado com a terminologia DSP.