搞不懂?dāng)?shù)字濾波器?IIR、FIR濾波器區(qū)別超詳細(xì)介紹

今天，小編將在這篇文章中為大家?guī)鞩IR濾波器和FIR濾波器的區(qū)別的詳細(xì)報(bào)道，通過閱讀這篇文章，大家可以對IIR濾波器和FIR濾波器的區(qū)別具備清晰的認(rèn)識，主要內(nèi)容如下。

數(shù)字濾波器是一個(gè)離散時(shí)間系統(tǒng)。 當(dāng)應(yīng)用數(shù)字濾波器處理模擬信號時(shí)，必須對輸入模擬信號進(jìn)行限制、采樣和從模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換。 根據(jù)奈奎斯特采樣定理，數(shù)字濾波器輸入信號的數(shù)字頻率應(yīng)小于折疊頻率，以避免采樣信號的頻譜重疊。 其頻率響應(yīng)具有2π間隔的周期性重復(fù)特性，為了獲得模擬信號，經(jīng)過數(shù)字濾波器處理的輸出數(shù)字信號必須經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換和平滑處理。

數(shù)字濾波器主要有兩種類型，一種是IIR，我們稱之為無限沖激響應(yīng)濾波器，另一種是FIR，它對應(yīng)于IIR，這是一種有限沖激響應(yīng)濾波器設(shè)備。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)可知，兩種系統(tǒng)都有各自的特點(diǎn)。 FIR 濾波器是一個(gè)沒有閉環(huán)反饋的環(huán)路信號。它的結(jié)構(gòu)比較簡單，可以計(jì)算出比較嚴(yán)格的線性方程的相位嚴(yán)格來說，一般不使用這種過濾器。相反，將使用此過濾器。當(dāng)然，在很多場景下，我們需要對信號進(jìn)行一些實(shí)時(shí)處理。當(dāng)現(xiàn)場的信號數(shù)據(jù)越來越多時(shí)，我們對硬件性能的要求也越來越高，市場上很多單片機(jī)已經(jīng)不能滿足要求了。我們實(shí)際的功能需求，一般的8位、16位甚至32位的單片機(jī)和ARM芯片已經(jīng)不能支持該算法了。由于專門為數(shù)字處理設(shè)計(jì)的 DSP 控制器的出現(xiàn)，我們的濾波器的效率得到了提高。在很多情況下，DSP 可以使用多組總線并行處理多組實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。充分利用獨(dú)立的運(yùn)算裝置大大提高了我們?yōu)V波器的效率。 DSP芯片可以完全彌補(bǔ)硬件上的不足，實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號的實(shí)時(shí)處理和計(jì)算。與普通微處理器相比，DSP在數(shù)字信號處理方面具有很大的優(yōu)勢。它是單片機(jī)和ARM的繼承。它對信號處理做了一些局部的發(fā)展和改進(jìn)，大大提高了數(shù)字處理的能力。具體的數(shù)據(jù)流格式、具體的算法、特殊的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，為解決復(fù)雜數(shù)字信號的處理提供了許多優(yōu)越的條件和基礎(chǔ)。 IIR 濾波器可以通過對 DSP 進(jìn)行編程來實(shí)現(xiàn)。 FIR濾波器實(shí)際上有一定的缺陷。這種類型的系統(tǒng)只有零分。它不會像 IIR 系統(tǒng)那樣容易獲得更好的衰減特性，但它也有更明顯的優(yōu)勢。它是由非硬件電路實(shí)現(xiàn)的。與硬件電路相比，濾波器的主要優(yōu)點(diǎn)很多，如高效、極值、反饋等。

IIR 濾波器和 FIR 濾波器在性能和設(shè)計(jì)方法上有很大不同。數(shù)字濾波器是由數(shù)字乘法器、加法器和延遲單元組成的算法或裝置。數(shù)字濾波器的作用是對輸入的離散信號的數(shù)字碼進(jìn)行算術(shù)處理，達(dá)到改變信號頻譜的目的。數(shù)字濾波器是一個(gè)離散時(shí)間系統(tǒng)(將輸入的離散時(shí)間信號按照預(yù)定算法轉(zhuǎn)換為所需的輸出離散時(shí)間信號的特定功能器件)。當(dāng)應(yīng)用數(shù)字濾波器處理模擬信號時(shí)，必須對輸入模擬信號進(jìn)行限制、采樣和從模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換。數(shù)字濾波器輸入信號的采樣率應(yīng)大于待處理信號帶寬的兩倍，其頻率響應(yīng)具有以采樣頻率為間隔、折疊頻率的周期性重復(fù)特性，即1/2采樣頻點(diǎn)，鏡像對稱。為了獲得模擬信號，經(jīng)過數(shù)字濾波器處理的輸出數(shù)字信號必須經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換和平滑處理。該數(shù)字濾波器具有精度高、可靠性高、可編程變化特性或復(fù)用、易于集成等優(yōu)點(diǎn)。與FIR濾波器相比，IIR數(shù)字濾波器保留了模擬濾波器的優(yōu)點(diǎn)，幅頻特性更好，但存在相位失真。后者具有較好的相頻特性，可以實(shí)現(xiàn)線性相位，但在相同指標(biāo)要求下，階數(shù)比前者高很多。

以上便是小編此次想要和大家共同分享的有關(guān)IIR濾波器和FIR濾波器的區(qū)別的內(nèi)容，如果你對本文內(nèi)容感到滿意，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站喲。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!