IIR數(shù)字濾波器的特點有哪些 IIR數(shù)字濾波器與FIR數(shù)字濾波器的區(qū)別

IIR（Infinite Impulse Response）數(shù)字濾波器是一種常見的數(shù)字濾波器類型，用于對信號進(jìn)行濾波和頻率選擇。與FIR（Finite Impulse Response）數(shù)字濾波器相比，IIR數(shù)字濾波器具有一些獨特的特點和應(yīng)用優(yōu)勢。這種濾波器使用了反饋機制，可以實現(xiàn)更高階、更復(fù)雜的濾波功能，并在許多實時信號處理應(yīng)用中得到廣泛應(yīng)用。

1.IIR數(shù)字濾波器的特點有哪些

IIR數(shù)字濾波器具有以下幾個特點：

• 遞歸性結(jié)構(gòu): IIR數(shù)字濾波器采用了遞歸結(jié)構(gòu)，其中輸出樣本不僅依賴于當(dāng)前輸入樣本，還依賴于之前的輸出樣本。這種遞歸結(jié)構(gòu)使得IIR濾波器可以實現(xiàn)較高階的濾波功能，并在小型設(shè)備上占用較少的存儲空間。
• 窄帶濾波能力: IIR數(shù)字濾波器在頻域上具有窄帶濾波的能力，可以選擇特定的頻率范圍并抑制其他頻率成分。這使得IIR濾波器在音頻處理、通信系統(tǒng)等需要精確頻率選擇的應(yīng)用中非常有用。
• 較低的計算復(fù)雜度: 由于IIR數(shù)字濾波器具有遞歸性結(jié)構(gòu)，并且可以通過差分方程實現(xiàn)，因此其計算復(fù)雜度相對較低。這使得IIR濾波器在實時信號處理和嵌入式系統(tǒng)中表現(xiàn)出色。
• 較小的存儲需求: IIR濾波器通常需要存儲較少的系數(shù)，尤其是在具有穩(wěn)定特性的情況下。這使得IIR濾波器在資源受限的環(huán)境下非常適用，例如移動設(shè)備和嵌入式系統(tǒng)。

2.IIR數(shù)字濾波器與FIR數(shù)字濾波器的區(qū)別

IIR數(shù)字濾波器與FIR數(shù)字濾波器之間存在一些關(guān)鍵區(qū)別：

• 結(jié)構(gòu)不同: IIR數(shù)字濾波器采用遞歸結(jié)構(gòu)，而FIR數(shù)字濾波器采用非遞歸結(jié)構(gòu)。遞歸結(jié)構(gòu)意味著IIR濾波器的輸出取決于前面的輸出樣本，而非遞歸結(jié)構(gòu)的FIR濾波器則僅依賴于當(dāng)前和之前的輸入樣本。
• 相位響應(yīng)不同: IIR濾波器的相位響應(yīng)通常是非線性的，而FIR濾波器的相位響應(yīng)是線性的。這意味著在某些應(yīng)用中，特別是需要保持信號相位不變的情況下，F(xiàn)IR濾波器更適合使用。
• 穩(wěn)定性差異: 由于IIR濾波器的遞歸結(jié)構(gòu)，它們可能具有不穩(wěn)定的特性。相比之下，F(xiàn)IR濾波器通常是穩(wěn)定的，因為它們不涉及反饋。
• 計算復(fù)雜度和存儲需求不同: IIR濾波器通常具有較低的計算復(fù)雜度和較小的存儲需求，而FIR濾波器則具有更高的計算復(fù)雜度和較大的存儲需求。這是因為FIR濾波器需要更多的系數(shù)來實現(xiàn)濾波功能。

總結(jié)而言，IIR數(shù)字濾波器具有遞歸性結(jié)構(gòu)、窄帶濾波能力、較低的計算復(fù)雜度和較小的存儲需求等特點。與之相比，F(xiàn)IR數(shù)字濾波器采用非遞歸結(jié)構(gòu)，具有線性的相位響應(yīng)、穩(wěn)定性以及更高的計算復(fù)雜度和存儲需求。選擇使用哪種類型的數(shù)字濾波器取決于具體應(yīng)用的要求，例如需要窄帶濾波功能、對信號相位要求嚴(yán)格或資源受限的情況下，可以選擇適合的濾波器類型。