Różnica między FIR a IIR

FIR vs IIR

FIR i IIR to filtry cyfrowe, które są powszechnie stosowane w cyfrowym przetwarzaniu sygnału. Istnieje tylko kilka elementów, które składają się na te filtry, ale te elementy mogą być rozmieszczone na różne sposoby, aby tworzyć skomplikowane filtry do użytku w cyfrowym przetwarzaniu sygnału.

FIR oznacza Finite Impulse Response, podczas gdy IIR oznacza Infinite Impulse Response. Chociaż zarówno FIR, jak i IIR służą temu samemu celowi, istnieje wiele różnic w funkcjach oraz zaletach i wadach obu typów, a ten artykuł ma na celu podkreślenie cech obu w celu porównania dwóch typów filtrów.

W FIR sygnał wyjściowy filtra, po ustawieniu sygnału wejściowego z niezerowego na zerowy, może być niezerowy tylko przez skończoną liczbę prób, zanim sygnał wyjściowy również stanie się zerowy. Z drugiej strony w IIR sygnał wyjściowy filtra może być niezerowy nieskończenie po ustawieniu sygnału wejściowego z niezerowego na zero. Można wybrać jeden z dwóch typów filtrów, ale wybór wpływa na projektowanie i implementację filtra. Zasadniczo we wszystkich zastosowaniach filtrujących wystarczą filtry FIR. Lepiej wykorzystują dostępną precyzję i są również solidni (numerycznie). Jednak zdarzają się przypadki, gdy filtry FIR stają się zbyt duże, na przykład gdy używana jest duża liczba współczynników filtra. W takich przypadkach filtry FIR stają się zbyt drogie i trudne do wdrożenia, ponieważ wymagają więcej czasu i energii. To wtedy pojawiają się filtry IIR.

Różnica między FIR i IIR

Największą różnicą między filtrami FIR i IIR jest odpowiedź impulsowa, która jest skończona w przypadku FIR i nieskończona w przypadku IIR. Istnieje jednak znacznie więcej różnic między nimi. Aby uzyskać podobną wydajność filtrowania, implementacja filtrów FIR wymaga więcej mnożenia i sumowania niż IIR. Ale niektóre systemy komputerowe są bardziej odpowiednie dla FIR niż IIR, co powoduje, że użytkownik wybiera FIR.

Filtry FIR są rekurencyjne, podczas gdy filtry IIR są rekurencyjne. Zatem nie ma sprzężenia zwrotnego w FIR, który jest bardzo ważny w przypadku IIR.

Filtry IIR można zaprojektować tak, aby symulowały klasyczne odpowiedzi filtrów analogowych, podczas gdy filtry FIR nie mogą tego osiągnąć.

IIR jest nieco trudniejszy do odczytania niż FIR, ponieważ informacje zwrotne przy użyciu IIR. Dlaczego więc używać IIR zamiast FIR? Cóż, IIR wykorzystuje mniejszą liczbę współczynników niż FIR, więc wykonanie obliczeń zajmuje mniej czasu. Ale filtry FIR są łatwiejsze do zaprojektowania, choć dają płaską odpowiedź. Potem jest kwestia stabilności. Jeśli źle zaprojektowane, filtry IIR mogą być niestabilne, podczas gdy filtry FIR są zawsze stabilne.

Widzimy więc, że zarówno filtry FIR, jak i IIR mają swój własny zestaw funkcji, a także zalety i wady i często zależy od wymagań użytkownika, aby wybrać odpowiedni typ filtra.