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電子發(fā)燒友網(wǎng)>電子資料下載>電子資料>IIR濾波器和FIR濾波器詳細(xì)對比

IIR濾波器和FIR濾波器詳細(xì)對比

2020-10-30 | pdf | 1.01 MB | 次下載 | 1積分

資料介紹

  1.兩種濾波器都是數(shù)字濾波器。根據(jù)沖激響應(yīng)的不同,將數(shù)字濾波器分為有限沖激響應(yīng)(FIR)濾波器和無限沖激響應(yīng)(IIR)濾波器。對于FIR濾波器,沖激響應(yīng)在有限時間內(nèi)衰減為零,其輸出僅取決于當(dāng)前和過去的輸入信號值。對于IIR濾波器,沖激響應(yīng)理論上應(yīng)會無限持續(xù),其輸出不僅取決于當(dāng)前和過去的輸入信號值,也取決于過去的信號輸出值。 2.FIR:有限脈沖響應(yīng)濾波器。有限說明其脈沖響應(yīng)是有限的。與IIR相比,它具有線性相位、容易設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)。這也就說明,IIR濾波器具有相位不線性,不容易設(shè)計的缺點(diǎn)。而另一方面,IIR卻擁有FIR所不具有的缺點(diǎn),那就是設(shè)計同樣參數(shù)的濾波器,F(xiàn)IR比IIR需要更多的參數(shù)。這也就說明,要增加DSP的計算量。DSP需要更多的計算時間,對DSP的實(shí)時性有影響。以下都是低通濾波器的設(shè)計。 FIR的設(shè)計: FIR濾波器的設(shè)計比較簡單,就是要設(shè)計一個數(shù)字濾波器去逼近一個理想的低通濾波器。通常這個理想的低通濾波器在頻域上是一個矩形窗。根據(jù)傅里葉變換我們可以知道,此函數(shù)在時域上是一個采樣函數(shù)。通常此函數(shù)的表達(dá)式為: sa(n)=sin(n∩)/n∏,但是這個采樣序列是無限的,計算機(jī)是無法對它進(jìn)行計算的。故我們需要對此采樣函數(shù)進(jìn)行截斷處理。也就是加一個窗函數(shù)。就是傳說中的加窗。也就是把這個時域采樣序列去乘一個窗函數(shù),就把這個無限的時域采樣序列截成了有限個序列值。但是加窗后對此采樣序列的頻域也產(chǎn)生了影響:此時的頻域便不在是一個理想的矩形窗,而是成了一個有過渡帶,阻帶有波動的低通濾波器。通常根據(jù)所加的窗函數(shù)的不同,對采樣信號加窗后,在頻域所得的低通濾波器的阻帶衰減也不同。通常我們就是根據(jù)此阻帶衰減去選擇一個合適的窗函數(shù)。如矩形窗、漢寧窗、漢明窗、BLACKMAN窗、凱撒窗等。選擇一個具體的窗函數(shù) 之后,根據(jù)所設(shè)計濾波器的參數(shù)來計算所需的階數(shù)、此窗函數(shù)的表達(dá)式。然后用這個窗函數(shù)去和采樣序列相乘,就可以得到實(shí)際濾波器的脈沖響應(yīng)。 IIR的設(shè)計(雙線性變換法): IIR的設(shè)計理念是這樣的:根據(jù)所要設(shè)計濾波器的參數(shù)去確定一個模擬濾波器的傳輸函數(shù),然后再根據(jù)這個傳輸函數(shù),通過雙線性變換、或脈沖響應(yīng)不變法來進(jìn)行數(shù)字濾波器的設(shè)計。它的設(shè)計比較復(fù)雜,復(fù)雜在于它的模擬濾波器傳輸函數(shù)H(s)的確定。這一點(diǎn)我們可以讓軟件來實(shí)現(xiàn)。然后,我們說一下它的具體實(shí)現(xiàn)步驟:首先你要先確定你需要一個什么樣的濾波器,巴特沃斯型,切比雪夫型,還是其它什么型的濾波器。當(dāng)你選定一個型號后,你就可以根據(jù)設(shè)計參數(shù)和這個濾波器的計算公式來確定其階數(shù)、傳輸函數(shù)的表達(dá)式。通常這個過程中還存在預(yù)扭曲的問題(這只是雙線性變換法所需要注意的問題,脈沖響應(yīng)不變法不存在這種問題)。確定H(S)后,就可以通過雙線性變換得到其數(shù)字域的差分方程。

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