当前课程知识点:数字信号处理 > 六 FIR数字滤波器设计及实现结构 > 6-13 FIR滤波器和IIR滤波器比较 > 6-13 视频
今天我们将从几个不同的方面
对FIR滤波器和IIR滤波器
各自的特点进行总结和分析
在上一次课
我们针对同一个工程应用问题
分别设计了技术指标相近的
IIR和FIR数字滤波器
对同一个信号来进行滤波
通过对比发现
这两个滤波器最终的
滤波效果是不完全一样的
那么
IIR和FIR数字滤波器
它们的特点究竟有哪一些区别呢
在这次课
我们将从这两类滤波器的模型和性能
设计与实现
以及它们的适用场合
等方面进行对比分析
首先来看看它们的模型和性能的对比
IIR数字滤波器
是一种零极点的系统模型
也就是说
它的系统函数既可以有零点
也可以有极点
而FIR波器
它是一种全零点模型
它不存在不等于零的极点
在性能方面
当技术指标相同的情况下
IIR数字滤波器它所需要的阶数比较低
而FIR滤波器它的阶数
大约为IIR滤波器的5到10倍
就比如上一次课我们设计的IIR滤波器
它的阶数为8
而FIR滤波器的阶数为83
那么正因为IIR滤波器 它的阶数比较低
所以它滤波之后信号的延迟也比较小
而FIR滤波器
它的信号的延迟会比较大
但是
IIR滤波器它是一种非线性相位的滤波器
滤波之后信号的波形
将可能产生失真
而FIR滤波器
它可以实现理想的线性相位
滤波之后信号的失真比较小
从系统稳定性方面来看
IIR滤波器由于它具有非零的极点
量化误差有可能使它
单位圆内的极点偏移到单位圆以外
从而使系统失去稳定性
而FIR滤波器
它没有不等于零的极点
所以它总是稳定的
下面我们再来看一看
这两类滤波器
它们在设计与实现方面的区别
首先从它们所能实现的滤波特性的角度来看
IIR数字滤波器
一般用于具有片段常数特性的滤波器
比如低通 高通 带通 带阻之类
而FIR数字滤波器
它可以设计成具有任意的滤波特性
从设计方法的角度来看
IIR数字滤波器
它是采用封闭的设计公式
计算量相对比较小
而FIR数字滤波器
它主要依赖于计算机等计算工具
同样
由于IIR数字滤波器
它是用封闭设计公式来设计的
所以它的边界频率控制会比较精确
而FIR数字滤波器
它的边界频率控制
相对就不那么准确了
从滤波器的实现网络结构方面来看
IIR数字滤波器由于它是零极点结构
那么它的实现需要采用递归的结构
而这种递归的结构
受到量化误差的影响比较大
FIR滤波器它是一种全零点的系统
可以采用非递归的结构来实现
它受量化误差的影响比较小
在实现成本
也就是计算量和数据的存储量方面来看
IIR滤波器由于它的阶次比较低
所以它的实现成本是比较低的
FIR数字滤波器由于它的阶次比较高
所以相对来说
它的实现成本要高一些
但是它可以采用FFT来降低计算量
正因为这两类滤波器它们具有不同的特点
所以它们也适用于不同的应用场合
首先IIR数字滤波器
它适用于要求滤波延迟比较小
实现成本低
而且对信号的波形失真不敏感
滤波特性是低通高通带通
这样一种片段常数特性的场合
比如语音通讯等等
而FIR数字滤波器
由于它具有线性相位特性
所以它适用于要求信号波形失真小
或者需要实现任意的滤波特性
但是对滤波器的延迟
要求不是那么高的场合
比如图像信号处理
数据通信等以波形携带信息的系统
以及自适应滤波等
滤波器特性和参数不固定
容易导致系统不稳定的这样一些场合
最后我们对这一次课的内容进行一个小结
一
在滤波器性能指标要求相同的情况下
IIR数字滤波器阶次低
信号延迟小
实现成本低
而FIR滤波器
则能够实现理想的线性相位特性
信号波形的失真小
二
IIR滤波器适用于
需要经济高效
对波形失真要求不高的场合
FIR滤波器则适用于
滤波特性要求高
信号波形失真小的场合
这一次课的内容
我们就学习到这里
再见
-课程简介
-1-0 内容简介
--1-0 视频
-1-1 时域离散信号的表示与运算
--1-1 视频
-1-2 LTI时域离散系统
--1-2 视频
-1-3 系统初始状态对输出的影响
--1-3视频
-1-4 模拟信号数字处理方法
--1-4 视频
-第一模块测试题
--第一模块测试-作业
-2-0 内容简介
--2-0 视频
-2-1 序列的傅里叶变换
--2-1视频
-2-2 序列傅里叶变换的性质
--2-2 视频-1
--2-2 视频-2
-2-3 周期序列离散傅里叶级数与傅里叶变换的表示
--2-3 视频
-2-4 时域离散信号FT与模拟信号FT之间的关系
--2-4视频
-2-5 序列的Z变换及其逆变换
--2-5视频
-2-6 序列Z变换的性质
--2-6 视频
-2-7 利用Z变换求解差分方程
--2-7 视频
-2-8 利用系统函数的极点分布分析系统的因果性和稳定性
--2-8 视频
-2-9 利用Z变换定性分析系统特性
--2-9 视频
-第二模块测试题
--第二模块测试题-作业
-3-0 内容简介
--3-0 视频
-3-1 序列的离散傅里叶变换
--3-1 视频
-3-2 DFT与Z变换、傅里叶变换的关系
--3-2视频
-3-3 离散傅里叶变换的隐含周期性
--3-3 视频
-3-4 离散傅里叶变换的性质
--3-4 视频
-3-5 循环卷积计算
--3-5 视频
-3-6 频率域采样
--3-6 视频
-3-7 利用DFT计算线性卷积
--3-7 视频
-3-8 利用DFT对信号进行谱分析
--3-8 视频
-第三模块测试题
--第三模块测试-作业
-4-0 内容简介
--4-0 视频
-4-1 采用快速傅里叶变换的原因
--4-1 视频
-4-2 减少DFT运算量的途径
--4-2 视频
-4-3 时域抽取法基2FFT
--4-3视频
-4-4 频域抽取法基2FFT
--4-4 视频
-4-5 基2FFT算法运算量及运算规律
--4-5视频
-4-6 进一步减少运算量的措施
--4-6 视频
-第四模块测试题
--第四模块测试-作业
-5-0 内容简介
--5.0视频
-5-1 数字滤波器介绍
--5.1视频
-5-2 滤波器技术指标
--5.2视频
-5-3 巴特沃斯模拟低通滤波器
--5.3视频
-5-4 切比雪夫模拟低通滤波器
--5.4视频
-5-5 脉冲响应不变法设计IIR数字低通滤波器
--5.5视频
-5-6 双线性变换法设计IIR数字低通滤波器
--5.6视频
-5-7 数字各型滤波器的设计
--5.7视频
-5-8 由信号流图求网络系统函数
--5.8视频
-5-9 IIR系统基本网络结构
--5.9视频
-5-10 IIR数字滤波器的工程应用
--5.10视频
-5-11 IIR数字滤波器的量化误差
--5.11视频
-第五模块测试题
--第五模块测试-作业
-6-0 引言
--6-0 视频
-6-1 线性相位FIR滤波器的条件与特点
--6-1 视频
-6-2 线性相位FIR滤波器的零点分布
--6-2 视频
-6-3 FIR数字滤波器的基本实现结构
--6-3 视频
-6-4 FIR数字滤波器的频率采样结构
--6-4 视频
-6-5 格型网络结构
--6-5视频
-6-6 窗函数法设计线性相位FIR滤波器的原理
--6-6 视频
-6-7 典型窗函数及其特性
--6-7 视频
-6-8 窗函数法设计线性相位FIR数字滤波器步骤
--6-8 视频
-6-9 频率采样法设计线性相位FIR滤波器
--6-9 视频
-6-10 频率采样法的逼近误差及其改进措施
--6-10 视频
-6-11 等波纹最佳逼近法设计FIR数字滤波器
--6-11 视频
-6-12 FIR数字滤波器的工程应用
--6-12 视频
-6-13 FIR滤波器和IIR滤波器比较
--6-13 视频
-第六模块测试题
--第六模块测试-作业
-实验一
--实验一 视频
--实验一指导书
-实验二
--实验二 视频
--实验二指导书
-实验三
--实验三指导书
--实验三视频
-实验四
--实验四指导
-模拟信号数字处理 学案
-DFT应用 学案
--DFT应用 学案
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--模块一 讨论2
--模块二讨论1
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--模块五讨论2
--模块五讨论3
--模块五讨论4
--模块六讨论1
--模块六讨论2
--模块六讨论3
--模块六讨论4
--模块六讨论5
-微课
--DFT
--梳状滤波器
-课后拓展内容
--采样与混叠实例
--离散时间调制
--FFT应用
--反馈实例
--吉布斯效应