Filtr FIR vs Filtr IRR
Aplikacje cyfrowego przetwarzania sygnału w dużym stopniu wykorzystują filtry, a dwa najpopularniejsze to filtr FIR i filtr IRR. Jest wielu, którzy pozostają zdezorientowani co do użyteczności jednego lub drugiego w różnych okolicznościach, tak jakby było wiele podobieństw między tymi dwoma typami, są też rażące różnice. Ten artykuł podkreśli różnice między filtrami FIR i IRR, aby umożliwić użytkownikom lepsze wykorzystanie tych filtrów w cyfrowym przetwarzaniu sygnału.
Co to jest filtr FIR?
FIR to skrót od Finite Impulse Response. Oznacza to, że jeśli został wprowadzony impuls, na przykład 1, po którym następuje wiele próbek zerowych; zera zawsze pojawią się po przejściu 1 przez linię opóźnienia filtra. Powodem, dla którego ten filtr nazywa się skończonym, jest brak sprzężenia zwrotnego. Brak sprzężenia zwrotnego gwarantuje, że odpowiedź impulsowa będzie ograniczona. Właśnie dlatego FIR nazywany jest również brakiem filtra sprzężenia zwrotnego. Jednak nawet w przypadku zastosowania sprzężenia zwrotnego odpowiedź jest skończona w przypadku filtrów FIR.
Co to jest filtr IRR?
Alternatywą dla filtrów FIR są filtry IIR lub Infinite Impulse Response. Wyjście dzwoni w nieskończoność, gdy na wejściu jest impuls w przypadku filtra IIR.
Zalety filtra FIR
Filtry FIR i IIR mają swoje własne cechy, zalety i wady. Ogólnie rzecz biorąc, zalety FIR to znacznie więcej niż wady, co oznacza, że są one używane szerzej niż filtry IIR. Poniżej znajduje się podsumowanie zalet filtrów FIR.
- Łatwiej jest zaprojektować filtry FIR tak, aby były w fazie liniowej. Taka konstrukcja opóźnia sygnał wejściowy bez zniekształcania jego fazy.
- Filtry FIR są łatwe do zainstalowania, a obliczenia FIR we wszystkich mikroprocesorach DSP można wykonać za pomocą funkcji pojedynczej pętli.
- Niezależnie od tego, czy zmniejszasz częstotliwość próbkowania (dziesiątkowanie), czy zwiększasz częstotliwość próbkowania (interpolacja), użycie filtrów FIR pozwala na pominięcie niektórych obliczeń, poprawiając tym samym wydajność.
- Filtry FIR można instalować za pomocą prostej matematyki ułamkowej, co upraszcza implementację.
Jednak w porównaniu z filtrami IIR, filtry FIR zużywają więcej pamięci i obliczeń, aby uzyskać charakterystykę odpowiedzi filtra. Ponadto istnieją odpowiedzi, dla których filtry FIR nie są odpowiednie.
Jaka jest różnica między filtrem FIR a filtrem IRR?
• Zarówno FIR, jak i IIR są wykorzystywane do filtracji w przetwarzaniu cyfrowym.
• Filtry IIR zależą zarówno od wejścia, jak i wyjścia, podczas gdy filtry FIR zależą tylko od wejścia.
• Filtry IIR są niestabilne, podczas gdy filtry FIR są stabilne
• Filtry IIR wymagają więcej pamięci niż filtry FIR
• Filtry IIR są trudne do wdrożenia w porównaniu z filtrami FIR
• Podczas gdy IIR może z łatwością symulować sygnały analogowe, FIR nie ma na to możliwości
• Filtry FIR są wyższego rzędu niż filtry IIR
• Tam, gdzie charakterystyka liniowa nie jest ważna, preferowane są filtry IIR
