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IIR滤波器

IIR滤波器

1 iir数字滤波器的系统功能可以写为闭合功能。 2 iir数字滤波器使用递归结构,即结构上的反馈环路。
iir滤波器操作结构通常包括基本操作,例如延迟,乘以系数和加法。它可以组合成四种类型:直接型,正型,级联型和并联型,所有这些都具有反馈回路。
由于计算中的舍入过程,误差累积并且有时发生弱寄生振荡。 3个数字滤波器可用于计算成熟模拟滤波器的结果,如Butterworth,Chebyshev和椭圆滤波器。
有现成的设计数据或图表,设计工作量相对较小。计算工具要求不高。
在设计iir数字滤波器时,我们首先根据指标编写模拟滤波器的公式,然后通过一定的变换将模拟滤波器的公式转换为数字滤波器的公式。 4 iir数字滤波器的相位特性未得到很好的控制。
当相位要求高时,需要相位校准网络。在性能方面比较FIR和IIR比较(有限脉冲响应和无限脉冲响应)。
“在性能方面,IIR滤波器传递函数的极点可以位于单位圆内的任何位置,因此较低阶可用于获得高选择性,所用存储单元的数量很少,因此它是经济的高效。然而,这种高效率是以相位非线性为代价的。
选择性越好,相位非线性越严重。相反,可以获得FIR滤波器。
然而,严格的线性相位,因为FIR滤波器传递函数的极点固定在原点(输出仅与有限输入相关,传递函数的分母为1,极点为零),因此它可以只有更高的订单才能高。选择性;对于相同的滤波器设计规范,FIR滤波器所需的顺序可以比IIR滤波器高5到10倍。
结果,成本更高,信号延迟更大;如果相同的选择性和相同的线性度要求,必须将IIR滤波器添加到全通网络进行相位校正,这也增加了节点的数量和滤波器的复杂性。从结构的角度来看,“IIR滤波器必须是递归结构,极点位置必须在单位圆内,否则系统将不稳定。
另外,在这种配置中,这种有限字长效应有时会引起由于操作期间序列的舍入引起的寄生振荡。相反,FIR滤波器主要采用非递归结构,理论上或实际有限精度操作中没有稳定性问题,操作误差也小。
此外,FIR滤波器可以使用快速傅立叶变换算法,并且在相同的阶数下操作速度可以快得多。一般来说,IIR滤波器设计过程如下:首先,根据滤波器参数要求,设计相应的模拟滤波器(如巴特沃斯滤波器,切比雪夫滤波器等),然后进行映射(如脉冲响应不变方法,双线)。
有性映射等)将模拟滤波器转换为数字滤波器,以确定IIR滤波器的参数。 IIR滤波器的主要缺点是由于反馈而无法保证其稳定性。
此外,反馈还会导致IIR滤波器的数字操作溢出。