Filtr FIR a filtr IRR
Aplikacje do cyfrowego przetwarzania sygnałów intensywnie wykorzystują filtry, a dwa z najbardziej popularnych to filtr FIR i filtr IRR. Jest wielu, którzy pozostają zdezorientowani co do użyteczności jednego lub drugiego w różnych okolicznościach, jak gdyby istnieje wiele podobieństw w tych dwóch typach, są też rażące różnice. W tym artykule podkreślono różnice między filtrami FIR i IRR, aby umożliwić użytkownikom lepsze wykorzystanie tych filtrów w przetwarzaniu sygnałów cyfrowych.
Co to jest filtr FIR?
FIR oznacza skończoną odpowiedź impulsową. Oznacza to, że jeśli wprowadzono impuls, na przykład 1, po którym następuje wiele zerowych próbek; zera zawsze pojawiają się po przejściu 1 przez linię opóźniającą filtra. Powodem, dla którego ten filtr nazywa się skończonym, jest brak sprzężenia zwrotnego. Brak sprzężenia zwrotnego gwarantuje, że odpowiedź impulsowa będzie skończona. Właśnie dlatego FIR jest również nazywany filtrem bez 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 po podaniu impulsu w przypadku filtra IIR.
Zalety filtra FIR
Zarówno filtry FIR, jak i IIR mają swoje własne cechy oraz zalety i wady. Ogólnie rzecz biorąc, zalety FIR to znacznie więcej niż wady, co oznacza, że są one stosowane szerzej niż filtry IIR. Poniżej znajduje się podsumowanie zalet filtrów FIR.
– Łatwiej jest zaprojektować filtry FIR w fazie liniowej. Ta 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 w ten sposób wydajność.
– Filtry FIR można instalować za pomocą prostej matematyki ułamkowej, co upraszcza implementacje.
Jednak w porównaniu z filtrami IIR, filtry FIR zużywają więcej pamięci i obliczeń, aby uzyskać charakterystykę odpowiedzi filtra. Ponadto istnieją pewne 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
• Chociaż IIR może z łatwością symulować sygnały analogowe, FIR nie ma do tego możliwości
• Filtry FIR są wyższego rzędu niż filtry IIR
• Tam, gdzie charakterystyka liniowa nie jest ważna, preferowane są filtry IIR
