IIR數(shù)字濾波器的特點(diǎn)，與FIR數(shù)字濾波器有何區(qū)別?

在這篇文章中，小編將為大家?guī)?lái)IIR數(shù)字濾波器的相關(guān)報(bào)道。文中，您將了解到IIR數(shù)字濾波器的特點(diǎn)以及IIR數(shù)字濾波器與FIR數(shù)字濾波器的區(qū)別。如果你對(duì)本文即將要講解的內(nèi)容存在一定興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、IIR數(shù)字濾波器介紹

數(shù)字濾波器采用離散時(shí)間系統(tǒng)對(duì)數(shù)字信號(hào)中的時(shí)域離散和幅度量化信號(hào)進(jìn)行濾波。它是數(shù)字濾波器的組成部分，具有完成信號(hào)濾波處理的功能。該數(shù)字濾波器精度高、可靠性好、易于集成。IIR 數(shù)字濾波器，也稱為遞歸濾波器，顧名思義具有反饋。

數(shù)字濾波器可分為有限脈沖響應(yīng)(FIR)數(shù)字濾波器和無(wú)限脈沖響應(yīng)(IIR)數(shù)字濾波器。 IIR 濾波器運(yùn)算結(jié)構(gòu)通常由延遲、乘法和加法等基本運(yùn)算組成。它可以組合成四種結(jié)構(gòu)形式：直接、正、級(jí)聯(lián)和并聯(lián)，均帶有反饋回路。由于計(jì)算中的舍入處理，誤差不斷累積，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生微弱的寄生振蕩。采用FPGA實(shí)現(xiàn)四階IIR數(shù)字濾波器，兩個(gè)二階部分級(jí)聯(lián)構(gòu)成數(shù)字橢圓低通濾波器。通帶內(nèi)紋波小于0.1dB，阻帶內(nèi)衰減大于32dB。常用的數(shù)字濾波器有FIR數(shù)字濾波器和IIR數(shù)字濾波器。 FIR數(shù)字濾波器具有精確的線性相位特性，在信號(hào)處理中應(yīng)用極為廣泛，使用預(yù)先設(shè)計(jì)和調(diào)試好的FIR數(shù)字濾波器IP Core即可完成設(shè)計(jì)。另外，對(duì)于相同的設(shè)計(jì)指標(biāo)，F(xiàn)IR濾波器所需階數(shù)比IIR濾波器高5-10倍，成本更高，信號(hào)延遲也更大。 IIR濾波器所需的階數(shù)不僅比FIR濾波器低，而且可以利用模擬濾波器的設(shè)計(jì)結(jié)果。設(shè)計(jì)工作量相對(duì)較小。 FPGA 實(shí)現(xiàn)的 IIR 濾波器也有很多優(yōu)點(diǎn)。

二、IIR數(shù)字濾波器的特點(diǎn)

IIR數(shù)字濾波器主要具備4個(gè)特點(diǎn)，下面我們來(lái)一一進(jìn)行介紹。

1.封閉函數(shù)

IIR 數(shù)字濾波器的系統(tǒng)函數(shù)可以寫(xiě)成閉函數(shù)的形式。

2.IIR數(shù)字濾波器采用遞歸型結(jié)構(gòu)

IIR數(shù)字濾波器采用遞歸結(jié)構(gòu)，即該結(jié)構(gòu)具有反饋回路。 IIR 濾波器運(yùn)算結(jié)構(gòu)通常由延遲、乘法和加法等基本運(yùn)算組成。 它可以組合成四種結(jié)構(gòu)形式：直接型、正準(zhǔn)型、級(jí)聯(lián)型和并聯(lián)型，均帶有反饋回路。 由于計(jì)算中的舍入過(guò)程，誤差不斷累積，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生微弱的寄生振蕩。

3.借助成熟的模擬濾波器的成果

可以借助成熟的模擬濾波器設(shè)計(jì) IIR 數(shù)字濾波器，例如巴特沃斯、切比雪夫和橢圓濾波器。 有現(xiàn)成的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)或圖表可查，設(shè)計(jì)工作量相對(duì)較小。 對(duì)工具要求不高。 在設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器時(shí)，我們首先根據(jù)指標(biāo)寫(xiě)出模擬濾波器的公式，然后通過(guò)一定的變換，將模擬濾波器的公式轉(zhuǎn)化為數(shù)字濾波器的公式。

4.需加相位校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)

IIR數(shù)字濾波器的相位特性不易控制，當(dāng)相位要求較高時(shí)，需要相位校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)。

三、IIR數(shù)字濾波器與FIR數(shù)字濾波器的區(qū)別

最后，我們來(lái)看看IIR數(shù)字濾波器與FIR數(shù)字濾波器在以下3個(gè)方面的不同之處。

1. 單位響應(yīng)

IIR濾波器的單位沖激響應(yīng)是無(wú)窮大的，網(wǎng)絡(luò)中存在反饋回路。 FIR(Finite Impulse Response)濾波器的單位脈沖響應(yīng)是有限的，一般網(wǎng)絡(luò)不存在反饋回路。

FIR濾波器的系統(tǒng)函數(shù)一般是有理分?jǐn)?shù)，分母多項(xiàng)式?jīng)Q定了濾波器的反饋網(wǎng)絡(luò)。

2.幅度特性

IIR數(shù)字濾波器的幅頻特性精度高，相位非線性，可應(yīng)用于對(duì)相位信息不敏感的音頻信號(hào); FIR數(shù)字濾波器的幅頻特性精度比IIR數(shù)字濾波器低，但是相位是線性的，即不同頻率成分的信號(hào)經(jīng)過(guò)FIR濾波器后的時(shí)間差保持不變，這是一個(gè)很好的特性。

3.實(shí)時(shí)信號(hào)處理

FIR數(shù)字濾波器單位響應(yīng)有限，也有利于數(shù)字信號(hào)處理，易于編程，用于計(jì)算的時(shí)延也小，這對(duì)實(shí)時(shí)信號(hào)處理非常重要。

以上便是小編此次帶來(lái)的有關(guān)IIR數(shù)字濾波器的特點(diǎn)以及IIR數(shù)字濾波器與FIR數(shù)字濾波器的區(qū)別的全部?jī)?nèi)容，十分感謝大家的耐心閱讀，想要了解更多相關(guān)內(nèi)容，或者更多精彩內(nèi)容，請(qǐng)一定關(guān)注我們網(wǎng)站哦。