当前位置：文档之家 › FIR滤波器与IIR滤波器的区别与选择

FIR滤波器与IIR滤波器的区别与选择

  • 格式：docx
  • 大小：37.29 KB
  • 文档页数：3

FIR滤波器与IIR滤波器的区别与选择

滤波器在信号处理中起到了至关重要的作用，用于对信号进行频率选择和降噪等处理。在滤波器的设计中，FIR滤波器和IIR滤波器是两种常见的类型。本文旨在介绍FIR滤波器和IIR滤波器的区别，并给出选择滤波器类型的一些建议。

一、FIR滤波器

首先，我们来了解一下FIR滤波器。FIR滤波器即“有限脉冲响应滤波器”，它的特点是系统的冲击响应是有限长度的。FIR滤波器采用了“窗函数”来设计滤波器的冲击响应，这意味着它只使用了当前输入和过去输入的值来计算输出，在计算上比较简单。

FIR滤波器的设计比较灵活，可以通过选择不同的窗函数来获得不同的频率特性。另外，FIR滤波器由于没有反馈回路，因此具有稳定性和线性相位特性。在一些应用中，如语音和音频处理，要求稳定的相位响应，所以FIR滤波器更加适用。

然而，FIR滤波器也有一些缺点。首先，由于它的冲击响应是有限长度的，所以相对于IIR滤波器而言，FIR滤波器的阶数较高，需要更多的计算资源。此外，在频率选择方面，FIR滤波器的过渡带宽相对较宽，因此在对于信号频率选择要求较为严格的应用中可能表现不佳。

二、IIR滤波器 接下来，我们来了解一下IIR滤波器。“无限脉冲响应滤波器”是IIR滤波器的全称，与FIR滤波器不同，它的冲击响应是无限长度的。IIR滤波器采用了反馈回路的结构，在计算上相对复杂。

IIR滤波器的阶数相对较低，可以实现相同频率特性的滤波效果，占用较少的计算资源。而且，IIR滤波器的过渡带宽相对较窄，能够更好地满足信号频率选择的要求。

然而，IIR滤波器也存在一些缺陷。由于反馈回路的存在，IIR滤波器可能引入不稳定性，导致滤波器的输出出现振荡现象。此外，IIR滤波器的线性相位特性相对较差，在某些应用中可能会对信号的相位造成一定的影响。

三、FIR滤波器与IIR滤波器的选择

在选择FIR滤波器和IIR滤波器时，需要根据具体的应用需求进行评估。

对于需要线性相位特性和稳定性的应用，如音频处理和通信系统中的载波恢复等，FIR滤波器是一个不错的选择。FIR滤波器通过选择合适的窗函数，能够实现较为精确的频率选择。

而对于一些计算资源有限的应用，如嵌入式系统中的实时信号处理，或者对于过渡带宽要求较为严格的应用，IIR滤波器则更具优势。IIR滤波器通过较低的阶数就能够实现相同频率特性，占用较少的计算资源。 此外，还需要考虑实现的复杂性和设计的难度。FIR滤波器的设计相对较为简单，而IIR滤波器的设计相对复杂一些。如果在设计和实现上对时间和资源有严格要求，可以优先考虑FIR滤波器。

总之，FIR滤波器和IIR滤波器各自有各自的特点和适用场景。在选择时需要根据具体的需求和资源限制进行综合评估，确定最合适的滤波器类型。

合集下载

信号处理IIR FIR FFT算法滤波器

信号处理IIR FIR FFT算法滤波器

.

..

信号处理课程设计

.

..

题1：自相关与FFT 得分

一、（25分）已知某正弦波信号混有白噪声信号（正弦波信号频率=学号后两位/100，其他参数任选）。对上述信号进行自相关和FFT变换。

1、设定正选信号的频率为79/100=0.79HZ，抽样频率为100HZ；

2、设定N(0,0.25)高斯白噪声，及噪声功率为0.25W；

要求：1.给出Matlab 源程序及说明；

2.给出原始波形、自相关函数图形和FFT变换后的图形；

3.根据结果分析信号当中混有的主要频率成分；

4.对比说明上述两种信号分析方法各有什么特点。

1.答：源程序及说明

fs=100;

fc=0.79;%频率为学号/100的带有白噪声的正弦信号

x=(0:1/fs:2);

n=201;

y1=sin(2*pi*fc*x); %原正弦信号，频率为10

a=0;b=0.5; %均值为a，方差为b^2

subplot(3,2,1);

plot(x,y1,'r');

title('y=sin(20pi*x)');

ylabel('y');

xlabel('x/20pi');

grid;

y2=a+b*rand(1,n); %均匀白噪声

subplot(3,2,2);

plot(x,y2,'r');

title('N(0，0.25)的均匀白噪声');

ylabel('y');

xlabel('x/20pi');

grid;

y=y1+y2; %加入噪声之后的信号

subplot(3,2,3);

plot(x,y,'r');

title('叠加了均匀白噪声的sinx');

ylabel('y');

xlabel('x/20pi');

grid;

FY=fft(y); %傅里叶变换得出频谱函数 .

.. FY1=fftshift(FY); %频谱校正

f=(0:200)*fs/n-fs/2;

基于matlab的FIR和IIR滤波器详解

基于matlab的FIR和IIR滤波器详解

目 录

1引言............................................................................................................................. 1

1.1 MATLAB的介绍 .............................................................................................. 2

1.2 CCS的介绍 ....................................................................................................... 2

2设计要求..................................................................................................................... 4

3 FIR滤波器设计 ......................................................................................................... 5

3.1 FIR滤波器的Matlab设计 .............................................................................. 5

3.1.1 FIR滤波器参数的设计 ......................................................................... 5

3.1.2 检验方波的Matlab设计 ...................................................................... 6

fir基础原理总结

fir基础原理总结

1.6 FIR滤波器与IIR滤波器比较？

每一种都有优缺点•但总得来说，FIR滤波器的优点远大于缺点，因此在实际运用中,FIR滤波器比IIR滤波器 使用的比较多.

1.6.1相对于IIR滤波器，FIR滤波器有什么优点？

相较于IIR滤波器，FIR滤波器有以下的优点：

*可以很容易地设计线性相位的滤波器 .线性相位滤波器延时输入信号，却并不扭曲其相位.

*实现简单.在大多数DSP处理器，只需要对一个指令积习循环就可以完成 FIR计算.

*适合于多采样率转换，它包括抽取（降低采样率），插值（增加采样率）操作.无论是抽取或者插值，运用FIR 滤波器可以省去一些计算，提高计算效率.相反，如果使用IIR滤波器，每个输岀都要逐一计算，不能省略，即 使输岀要丢弃.

*具有理想的数字特性.在实际中，所有的DSP滤波器必须用有限精度（有限 bit数目）实现，而在IIR滤 波器中使用有限精度会产生很大的问题，由于采用的是反馈电路，因此 IIR通常用非常少的bit实现，设计

者就能解决更少的与非理想算术有关的问题。

*可以用小数实现.不像IIR滤波器，FIR滤波器通常可能用小于 1的系数来实现。（如果需要， FIR滤波

器的总的增益可以在输岀调整）。当使用定点 DSP的时候，这也是一个考虑因素，它能使得实现更加地简

单。

1.6.2相较于IIR滤波器，FIR滤波器的缺点是什么？

相比较于IIR滤波器，有时FIR滤波器为了得到一个给定的滤波响应特性 ，需要花费更多的存储器或者计算.

当然，用FIR滤波器去实现某些响应也是不实际的 .

1.7在描述FIR滤波器的时候，都要提到什么术语？

*冲激响应-FIR滤波器的冲激响应实际上是 FIR的系数.

*抽头仃ap） - FIR的抽头是系数或者延时对.FIR抽头的个数（通常用N来表示）意味着:1）实现滤波器所需要 的存储空间，2）需要计算的数目，3）滤波器能滤掉的数量，实际上，越多的抽头意味着有更多的阻带衰减 ， 更少的波纹，更窄的滤波等等.

IIR滤波FIR滤波及维纳滤波简介、程序及仿真结果

IIR滤波FIR滤波及维纳滤波简介、程序及仿真结果

IIR滤波器、FIR滤波器与维纳滤波器

所谓数字滤波器，是指输入、输出均为数字信号，通过一定运算关系改变输入信号所含频率成分的相对比例或者滤除某些频率成分的器件。

数字滤波器从实现的网络结构或者从单位脉冲响应分类，可以分为无限脉冲响应（IIR）滤波器和有限脉冲响应（FIR）滤波器。它们的系统函数分别为：

1.1

nNnznhzH10)()( 1.2

1.1中的H(z)成为N阶IIR滤波器，1.2中的H(z)称为(N-1)阶FIR滤波器函数，这两种类型的设计方法有很大的区别。

IIR数字滤波器的设计既可以从模拟滤波器的设计入手来进行，也可以直接利用指标参数，通过调用滤波器设计子程序或函数来进行。可以利用脉冲响应不变法来设计IIR数字低通滤波器，按照技术要求设计一个模拟低通滤波器，得到模拟低通滤波器的传输函数，再按一定的转换关系将传输函数转换成数字低通滤波器的系统函数H(z)。

设模拟滤波器的传输函数是sHa()，相应的单位冲激响应是)(tha，对)(tha进行等间隔采样，采样间隔为T，得到)(nTha，将h(n)= )(nTha作为数字滤波器的单位取样响应，那么数字滤波器的系统函数便是h(n)的z变换，因此脉冲响应不变法是一种时域上的转换方法，它使h(n)在采样点上等于)(tha

NiiiassAsH1)(

1.3

NiTsizeAzHi111)( 1.4

将sHa()在s平面上沿虚轴按照周期2pi/T延括后，再按标准映射关系sTez，映射到z平面上，就得到了H(z)。

脉冲响应不变法的优点是频率坐标变化时线性的，如果不考虑频率混叠现象，用这种方法设计的数字滤波器会很好的重现模拟滤波器的频率特性。