一、FIR和IIR濾波器的使用范圍區別:
IIR和FIR數字濾波器的比較
本章和上一章對IIR和FIR濾波器的特性和設計方法作了討論,這里有必要將它們各自的優缺點和適用范圍作一個總結。
表6.4 IIR和FIR數字濾波器的比較
IIR DF |
FIR DF |
(1)相位一般是非線性的 |
(1)相位可以做到嚴格線性 |
(2)不一定穩定 |
(2)一定是穩定的 |
(3)不能用FFT作快速卷積 |
(3)信號通過系統可采用快速卷積 |
(4)一定是遞歸結構 |
(4)主要是非遞歸結構,也可含遞歸環節 |
(5)對頻率分量的選擇性好(零極點可同時起作用) |
(5)選擇性差 |
(6)相同性能下階次較低 |
(6)相同性能下階次高 |
(7)有噪聲反饋,噪聲大 |
(7)噪聲小 |
(8)運算誤差大,有可能出現極限環振盪 |
(8)運算誤差小,不會出現極限環振盪 |
(9) |
(9)沒有封閉形式的設計公式,須靠經驗與反復調試 |
(10)對計算手段的要求較低 |
(10)一般需用計算機計算 |
(11)主要用於設計分段常數的標准低通、高通、帶通、帶阻和全通濾波器 |
(11)還可設計正交變換器、微分器、線性預測器、回波抵消器、均衡器、線性調頻器等各種網絡,適用范圍廣 |
其中,FIR濾波器的最大好處是穩定、線性相位和廣泛的適用范圍,而它的最大缺點是階數高,從而帶來時延大、存儲單元多等問題。例如用頻率抽樣法設計阻帶衰耗為-20dB的FIR DF需33階,用雙線性法設計同樣指標的切比雪夫IIR DF僅需4~5階。因此,在一些對時延有嚴格限制的場合就不得不考慮用IIR濾波器。語音信號對相位的非線性不很敏感。數據和圖象信號則往往對濾波器提出線性相位的要求,這就是為什么FIR用得越來越廣的原因。總之,IIR和FIR各有特點,在應用時要根據各方面的指標,綜合考慮加以選擇。
二、如何使用matlab創建濾波器?
matlab有專門的濾波器函數:fdatool,在命令行輸入這個命令,就可以設計自己的濾波器了,這里比較需要注意的是order參數,就是階數,生成的濾波器系數是階數+1!切記。在界面中選擇file-export可以導出系數,很簡單!
另外還有個函數fvtool,在fdatool的filter manager里面也可以找到,也可以直接命令行輸入,查看濾波器幅度角度頻率響應,當然也可以直接用freqz函數。
參考文獻:
1、http://www.cw.njupt.edu.cn/dsp/learn/019.htm
2、http://blog.21ic.com/user1/4595/archives/2008/45051.html