Bộ lọc FIR so với Bộ lọc IIR: Sự khác biệt và so sánh

Chìa khóa chính

1. Bộ lọc FIR có đáp ứng xung hữu hạn, nghĩa là đầu ra của chúng chỉ phụ thuộc vào một số hữu hạn đầu vào trong quá khứ, trong khi bộ lọc IIR có đáp ứng xung vô hạn.
2. Bộ lọc FIR luôn ổn định vì các cực của chúng nằm bên trong vòng tròn đơn vị, trong khi bộ lọc IIR có thể không ổn định tùy thuộc vào hệ số của bộ lọc.
3. Bộ lọc FIR có các đặc tính pha tuyến tính, nghĩa là chúng bảo toàn thông tin pha của tín hiệu đầu vào, trong khi bộ lọc IIR có thể gây ra méo pha.

Bộ lọc FIR là gì?

Bộ lọc FIR là một trong hai bộ lọc kỹ thuật số cơ bản không tạo ra phản hồi và mang lại phản hồi hữu hạn. Nó có đáp ứng lọc trong khoảng thời gian hữu hạn và ổn định về XNUMX trong thời gian hữu hạn. Bộ lọc FIR được thiết kế tuyến tính do có nghĩa là chúng trì hoãn phản hồi nhưng không thay đổi pha. Chúng phù hợp hơn cho các ứng dụng nhiều tỷ lệ cho phép tính số thập phân, nội suy hoặc cả hai. Trong khi thực hiện cả hai loại tác vụ, bộ lọc FIR cho phép bỏ qua một số phép tính, do đó mang lại hiệu quả tính toán tốt hơn.

Chúng rất đơn giản để thực hiện và có các thuộc tính số mong muốn. Do tính chất này của các bộ lọc FIR, chúng được sử dụng rất phổ biến trong các bộ lọc DSP. Một trong những ứng dụng thiết yếu của bộ lọc FIR là trong máy biến áp Hilbert. Các bộ lọc FIR khác nhau được sử dụng là Hệ số đối xứng bậc chẵn, Hệ số đối xứng bậc lẻ, Hệ số phản đối xứng bậc chẵn và Hệ số đối xứng bậc lẻ.

Bộ lọc IIR là gì?

Bộ lọc IIR là bộ lọc đệ quy sử dụng đầu vào và đầu ra trước đó và đầu vào hiện tại để tính toán đầu ra của bộ lọc. Công việc của bộ lọc là cho phép truyền các tín hiệu cụ thể trong khi từ chối phần còn lại. Bộ lọc IIR sử dụng dữ liệu đầu ra hiện tại cũng như trong quá khứ để hoạt động. Trong thực tế, đáp ứng xung từ các bộ lọc IIR không phải lúc nào cũng bằng không. Các hệ thống sử dụng bộ lọc IIR cuối cùng không bao giờ đạt đến trạng thái thoải mái. Hầu như tất cả các analog bộ lọc là bộ lọc IIR, nhưng bộ lọc kỹ thuật số có thể là IIR hoặc FIR.

Đáp ứng xung được tạo ra trong các bộ lọc IIR là vô hạn do vòng phản hồi của hệ thống. Ví dụ: nếu bạn nhập một đầu vào (1 mẫu duy nhất theo sau là nhiều mẫu 0), bạn sẽ nhận được vô số giá trị khác XNUMX làm đầu ra.

Các bộ lọc do bộ lọc IIR tạo ra rất nhanh và yêu cầu ít tính toán và bộ nhớ hơn. Nhưng chúng khó thực hiện hơn khi sử dụng số học điểm cố định.

Sự khác biệt giữa bộ lọc FIR và bộ lọc IIR

1. Bộ lọc FIR có thời gian phản hồi hữu hạn, nhưng phản hồi được tạo trong bộ lọc IIR kéo dài trong thời gian vô hạn và phản hồi bên trong tiếp tục phản hồi liên tục.
2. Bộ lọc FIR được sử dụng với các hệ thống có phản hồi bằng 0. Tuy nhiên, bộ lọc IIR không bao giờ cho phép phản hồi về 0.
3. Không phải lúc nào cũng có thể thực hiện các bộ lọc IIR bằng cách sử dụng các hệ số và độ lớn; tuy nhiên, bạn có thể sử dụng chúng liền mạch để triển khai các bộ lọc FIR.
4. Bộ lọc FIR yêu cầu nhiều bộ nhớ hơn để cung cấp phản hồi bộ lọc cụ thể. Đồng thời, các bộ lọc IIR hoạt động rất hiệu quả với ít yêu cầu bộ nhớ hơn để cung cấp các phản hồi của bộ lọc.
5. FIR bỏ qua một số tính toán trong khi đưa ra phản hồi. Mặt khác, mỗi đầu ra cần được tính riêng trên các bộ lọc IIR mặc dù các phép tính có thể bị xóa sau đó.

So sánh giữa bộ lọc FIR và bộ lọc IIR

Tham số so sánh	Bộ lọc FIR	bộ lọc hồng ngoại
Định nghĩa	Bộ lọc FIR là một trong hai bộ lọc kỹ thuật số cơ bản không tạo phản hồi và cung cấp phản hồi hữu hạn	Bộ lọc IIR là bộ lọc kỹ thuật số sử dụng các đầu vào và đầu ra trước đó và các đầu vào hiện tại để tính toán đầu ra của bộ lọc.
Thông tin đầy đủ	Đáp ứng xung hữu hạn	Đáp ứng xung vô hạn
Sử dụng	Bộ lọc FIR được sử dụng trong các ứng dụng liên lạc, xử lý tín hiệu, điện tử tiêu dùng, âm thanh, v.v.	Bộ lọc IIR được sử dụng trong điện trở, tụ điện, cuộn cảm, v.v.
Thiên nhiên	Không đệ quy	Đệ quy
Chức năng chuyển giao	Chỉ có số không	Số không, cũng như cực, cũng có mặt.

dự án

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

Cập nhật lần cuối: ngày 30 tháng 2023 năm XNUMX