Bộ lọc được sử dụng trong xử lý tín hiệu số để loại bỏ các phần không mong muốn của tín hiệu, chẳng hạn như nhiễu ngẫu nhiên hoặc để trích xuất các phần hữu ích của tín hiệu, chẳng hạn như các phần của tín hiệu thuộc một dải cụ thể.
Chẳng hạn, âm thanh được ghi bằng thiết bị kém chất lượng có thể được lọc để loại bỏ các thành phần không mong muốn khỏi tín hiệu, làm cho âm thanh gần giống với âm thanh gốc (không bị nhiễu) nhất có thể.
Kỹ thuật số bộ lọc có thể được phân loại thành bộ lọc FIR (đáp ứng xung có thời lượng hữu hạn) và bộ lọc IIR (đáp ứng xung có thời lượng vô hạn). Khi một hệ thống được cung cấp một số đầu vào, kết quả hoặc phản hồi đạt được được gọi là phản ứng xung của nó.
Chìa khóa chính
- Bộ lọc IIR có phản hồi trong cấu trúc của chúng, cho phép chúng có đáp ứng xung vô hạn, trong khi bộ lọc FIR không có phản hồi và có đáp ứng xung hữu hạn.
- Các bộ lọc IIR là đệ quy và có thể tạo ra các phản hồi không ổn định, trong khi các bộ lọc FIR không đệ quy và luôn ổn định.
- Bộ lọc IIR yêu cầu công suất tính toán ít hơn bộ lọc FIR, nhưng bộ lọc FIR có thể có đáp ứng tần số và pha tuyến tính tốt hơn.
Bộ lọc IIR và FIR
Các bộ lọc FIR và IIR khác nhau vì đáp ứng xung của bộ lọc trước đây khác không chỉ đối với một số mẫu. Bộ lọc IIR có vô hạn con số của các mẫu khác không.
Bảng so sánh
| Tham số so sánh | CÂY THÔNG Lọc | IIR Lọc |
|---|---|---|
| Thiên nhiên | Bản chất không đệ quy vì nó không sử dụng lại đầu ra của nó làm đầu vào. | Có tính chất đệ quy vì nó sử dụng lại một hoặc nhiều đầu ra của nó làm đầu vào. |
| Hiệu quả | Ít hiệu quả tính toán hơn. | Tính toán hiệu quả hơn. |
| Dễ dàng thực hiện trong một mạch | Do không có cơ chế phản hồi nên việc thực hiện trong mạch sẽ dễ dàng hơn. | Do cơ chế phản hồi nên khó thực hiện hơn trong mạch. |
| cơ chế phản hồi | Không sử dụng mạch phản hồi. | Sử dụng cơ chế phản hồi trong đó đầu ra trước đó, kết hợp với đầu vào hiện tại và quá khứ, được đưa ra làm đầu vào hiện tại. |
| Tính ổn định | Ổn định hơn vì đầu ra hiện tại không giữ bất kỳ mối quan hệ nào với đầu ra trước đó. | Ít ổn định hơn vì nó cũng sử dụng các mẫu đầu ra trước đó. |
| Yêu cầu đầu vào để tạo đầu ra hiện tại | Các mẫu đầu vào hiện tại và quá khứ | Các mẫu đầu vào hiện tại và quá khứ cùng với đầu ra trong quá khứ. |
| độ trễ được cung cấp | Cung cấp sự chậm trễ hơn trong việc cung cấp phản hồi | Cung cấp độ trễ ít hơn trong việc cung cấp phản hồi |
| Yêu cầu bộ nhớ | Yêu cầu nhiều bộ nhớ hơn | Yêu cầu ít bộ nhớ hơn |
| Độ nhạy | Ít nhạy cảm | Nhạy cảm hơn |
| Dễ kiểm soát | Dễ kiểm soát | Khá khó kiểm soát |
Bộ lọc FIR là gì?
Bộ lọc kỹ thuật số tạo ra đáp ứng xung hữu hạn của hệ thống động được gọi là bộ lọc FIR. Đáp ứng xung được cung cấp bởi các bộ lọc FIR có thời lượng hữu hạn.
Bộ lọc FIR không có cơ chế phản hồi. Đầu vào hiện tại của chúng chỉ bao gồm các giá trị đầu vào hiện tại và quá khứ.
Bộ lọc IIR là gì?
Bộ lọc kỹ thuật số tạo ra đáp ứng xung vô hạn của hệ thống động được gọi là bộ lọc IIR. Đầu vào hiện tại và quá khứ được coi là đầu vào hiện tại kết hợp với đầu ra trong quá khứ.
Bộ lọc IIR hoạt động theo cách mà đầu vào hiện tại và quá khứ cũng như mẫu đầu ra trong quá khứ cũng được xem xét. Mạch phản hồi này là điểm khác biệt của chúng với các bộ lọc FIR.
Cơ chế phản hồi bên trong làm cho các bộ lọc này trở nên đệ quy. Họ không bao giờ cho phép phản hồi của mình ổn định ở 0 đối với một xung lực được áp dụng.
Bộ lọc hồng ngoại được sử dụng tốt nhất cho các ứng dụng không yêu cầu pha thông tin, ví dụ, để theo dõi biên độ tín hiệu.
Sự khác biệt chính giữa Bộ lọc FIR và Bộ lọc IIR
- Bộ lọc FIR là không đệ quy. Bộ lọc IIR là đệ quy vì chúng có cơ chế phản hồi. Cái sau sử dụng một cơ chế phản hồi in cái nào đầu ra trước đó, kết hợp với đầu vào hiện tại và quá khứ, được coi là đầu vào hiện tại.
- Bộ lọc FIR là dễ thực hiện hơn nhưng kém hiệu quả hơn về mặt tính toán so với bộ lọc IIR. Do một vòng phản hồi, các bộ lọc IIR được khó thực hiện trong một mạch.
- Bộ lọc FIR cung cấp một độ trễ cao hơn trong câu trả lời của họ. Cung cấp bộ lọc IIR chậm trễ hơn đang trả lời.
- Bộ lọc FIR yêu cầu chi tiết trí nhớ so với bộ lọc IIR. Bộ lọc FIR cũng ổn định hơn do tính chất không đệ quy của chúng. Bộ lọc IIR, được đệ quy, là không ổn định.
- Bộ lọc FIR là ít nhạy cảm và dễ kiểm soát hơn bộ lọc IIR.
Cập nhật lần cuối: ngày 11 tháng 2023 năm XNUMX
Tôi đã nỗ lực rất nhiều để viết bài đăng trên blog này nhằm cung cấp giá trị cho bạn. Nó sẽ rất hữu ích cho tôi, nếu bạn cân nhắc chia sẻ nó trên mạng xã hội hoặc với bạn bè/gia đình của bạn. CHIA SẺ LÀ ♥️
Piyush Yadav đã dành 25 năm qua làm việc với tư cách là một nhà vật lý trong cộng đồng địa phương. Anh ấy là một nhà vật lý đam mê làm cho khoa học dễ tiếp cận hơn với độc giả của chúng tôi. Ông có bằng Cử nhân Khoa học Tự nhiên và Bằng Sau Đại học về Khoa học Môi trường. Bạn có thể đọc thêm về anh ấy trên trang sinh học.
Cách tiếp cận cân bằng của bài viết trong việc thảo luận về ưu và nhược điểm của cả hai loại bộ lọc là đáng khen ngợi.
Tôi đồng ý. Nó tránh thiên vị loại này hơn loại kia và trình bày một phân tích không thiên vị.
Cách tiếp cận của bài viết để so sánh các bộ lọc FIR và IIR vừa hấp dẫn vừa mang tính khai sáng.
Một phần có cấu trúc tốt và nhiều thông tin. Các so sánh chi tiết đóng vai trò là tài liệu tham khảo có giá trị cho cả các chuyên gia và những người đam mê.
Phân tích chuyên sâu của bài viết về bộ lọc FIR và IIR rất có lợi cho những ai đang tìm kiếm sự hiểu biết toàn diện về chủ đề này.
Tuyệt đối. Các lời giải thích chính xác và được tổ chức tốt.
Bài viết không thảo luận về các ứng dụng thực tế của các bộ lọc như vậy, hạn chế tầm quan trọng thực tế của nó.
Việc triển khai có sẵn trên thị trường và các trường hợp sử dụng thực tế sẽ là những bổ sung có giá trị.
Sự khác biệt giữa các bộ lọc FIR và IIR về mặt triển khai mạch có thể được giải thích rõ hơn.
Đã đồng ý. Các phương tiện hoặc sơ đồ trực quan có thể giúp truyền tải những khác biệt trong cách triển khai một cách hiệu quả.
Các khái niệm lý thuyết có thể khó nắm bắt nếu không có hình ảnh trực quan.
Bài viết cung cấp những hiểu biết sâu sắc có giá trị về bộ lọc FIR và IIR, nhưng việc tập trung vào độ nhạy có thể được làm rõ hơn.
Khía cạnh nhạy cảm có thể cần được giải thích chi tiết hơn để người đọc có thể nắm bắt đầy đủ ý nghĩa của nó.
Tôi tin rằng sự khác biệt về độ nhạy có thể được làm sáng tỏ tốt hơn để nâng cao khả năng hiểu của người đọc.
Tôi đánh giá cao sự so sánh chi tiết và giải thích rõ ràng về cách thức hoạt động của các bộ lọc này.
Thật sảng khoái khi thấy một lời giải thích cấp cao không đơn giản hóa chủ đề.
Bài viết thực hiện rất tốt việc chia nhỏ các khái niệm phức tạp thành những phần dễ hiểu.
Bài viết này cực kỳ nhiều thông tin và cung cấp tất cả các chi tiết cần thiết để hiểu những điểm khác biệt chính giữa bộ lọc FIR và IIR. Có cấu trúc tốt và dễ theo dõi.
Tôi không thể đồng ý nhiều hơn. Bảng so sánh chi tiết đặc biệt hữu ích.
Tôi thấy việc so sánh bộ lọc FIR và IIR là sâu sắc và cần thiết đối với những người đam mê và chuyên gia DSP.
Việc kiểm tra kỹ lưỡng những khác biệt chính mang lại sự rõ ràng cho một chủ đề thường bị hiểu lầm.
Thuật ngữ kỹ thuật trong bài viết này có thể khó hiểu đối với người đọc không có kiến thức nền tảng vững chắc về DSP.
Tôi tin rằng người đọc cần có mức độ hiểu biết nhất định và không cần thiết phải đơn giản hóa nội dung quá nhiều.
Tuyệt đối. Một bảng chú giải các thuật ngữ sẽ hữu ích cho những người không quen với thuật ngữ DSP.