fir滤波器和ii r滤波器的主要区别（FIR滤波器与IIR滤波器到底有什么区别）

你知道FIR滤波器和IIR滤波器的区别吗？它有什么特点？过滤器是工程师工作中不可缺少的设备。有很多种过滤器。本文详细介绍了FIR滤波器和IIR滤波器的区别。

两个滤波器都是数字滤波器。根据冲激响应的不同，数字滤波器分为有限冲激响应(FIR)滤波器和无限冲激响应(IIR)滤波器。对于FIR滤波器，脉冲响应在有限时间内衰减到零，其输出仅取决于当前和过去的输入信号值。对于IIR滤波器，理论上冲激响应应该是无穷大，其输出不仅取决于当前和过去的输入信号值，还取决于过去的信号输出值。

1.有限脉冲响应滤波器。说明它的脉冲响应是有限的。与IIR相比，它具有线性相位和易于设计的优点。也就是说IIR滤波器存在相位非线性，设计困难的缺点。另一方面，IIR有FIR没有的缺点，即设计相同参数的滤波器比IIR需要更多的参数。也就是说，需要增加DSP的计算量。DSP需要更多的计算时间，影响了DSP的实时性能。

以下是低通滤波器的设计。

FIR的设计：

FIR滤波器的设计很简单，就是设计一个数字滤波器来逼近理想的低通滤波器。通常，这种理想的低通滤波器是频域中的矩形窗口。根据傅里叶变换，我们可以知道这个函数是时域的采样函数。通常，这个函数的表达式是：

Sa(n)=sin(n)/n，但这个采样序列是无限的，计算机无法计算。因此，我们需要截断这个采样函数。那就是增加一个窗口功能。就是传说中的开窗。即时域采样序列乘以一个窗函数，将无限时域采样序列切割成有限序列值。但是这个采样序列的频域也受到加窗的影响：此时的频域不再是理想的矩形窗口，而是一个具有过渡带和电阻带波动的低通滤波器。通常根据加窗函数的不同，对采样信号加窗后，在频域得到的低通滤波器的阻带衰减也不同。通常，我们根据这个阻带衰减来选择合适的窗函数。如矩形窗、汉宁窗、汉明窗、布莱克曼窗、凯撒窗等。在选定一个特定的窗函数后，根据设计的滤波器的参数，计算出该窗函数所需的阶数和表达式。然后将窗函数乘以采样序列，就可以得到实际滤波器的冲激响应。

IIR(双线性变换法)的设计；

IIR的设计思想是：根据待设计滤波器的参数确定一个模拟滤波器的传递函数，然后根据这个传递函数用双线性变换或脉冲响应不变性设计数字滤波器。它的设计是复杂的，其复杂性在于确定其模拟滤波器传递函数H(s)。我们可以让软件意识到这一点。那么，我们来说说具体的实现步骤：首先，你要确定你需要什么样的滤波器，巴特沃兹型，切比雪夫型，或者其他类型的滤波器。选择模型时，可以根据滤波器的设计参数和计算公式确定模型的阶数和传递函数的表达式。通常这个过程中存在预失真的问题(这只是双线性变换法需要注意的问题，而脉冲响应不变量法没有这个问题)。H(S)确定后，可以通过双线性变换得到数字域的差分方程。

第二，有些书讨论IIR和FIR的比较。我引用陈的《数字信号处理教程——解释与实现——MATLAB》:

从性能上来说，IIR滤波器的传递函数包括零点和极点两组可调因子，极点的唯一极限在单位圆内。因此，可以用较低的阶数获得高选择性，使用较少的存储单元，计算量小，并且效率高。但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。FIR滤波器传递函数的极点固定在原点，所以不能移动。它只能通过改变零位来改变其性能。因此，为了实现高选择性，必须使用更高的阶数；对于相同的滤波器设计指标，FIR滤波器所需阶数可能比IIR滤波器高5-10倍，导致成本更高，信号延迟更长；根据线性相位的要求，IIR滤波器必须加入全通网络进行相位校正，这也大大增加了滤波器的阶数和复杂度。然而，FIR滤波器可以获得严格的线性相位。

在结构上，IIR滤波器必须采用递归结构来配置极点，并保证极点位于单位圆内。由于有限字长效应，运算时会对系数进行舍入，从而造成极点偏移。这种情况有时会导致稳定性问题，甚至寄生振荡。相反，只要FIR滤波器采用非递归结构，在理论上或实际的有限精度运算中就不存在稳定性问题，因此其引起的频率特性误差也较小。另外，FIR滤波器可以采用快速傅立叶变换算法，在同阶的情况下运算速度可以快很多。

此外，还应注意，IIR滤波器虽然设计简单，但主要用于设计具有分段常数特性的滤波器，如低通、高通、带通和带阻等。这通常不能从模拟滤波器的模式中分离出来。FIR滤波器要灵活得多，特别是它很容易适应一些特殊的应用，如构成数字微分器或希尔伯特变换器，因此具有更大的适应性和广阔的应用领域。

从上面的简单对比可以看出，IIR和FIR滤波器各有所长，在实际应用中要从多方面进行选择。从使用要求来看，在对相位要求不敏感的场合，比如语言交流，选择IIR更合适，可以充分发挥其经济高效的特点。对于以波形承载信息的系统，如图像信号处理、数据传输等，对线性相位的要求更高。如果有条件，最好用FIR滤波器。当然，实际应用中可能需要考虑的因素更多。

不考虑IIR和FIR，阶数越高，信号延迟越大；同时，在IIR滤波器中，阶数越高，对系数的精度要求越高，否则容易造成有限字长的误差，使极点移出单位园。所以顺序的选择是综合考虑的。

IIR滤波器(切比雪夫滤波器)各种滤波器(IIR和FIR，数字和模拟)的比较第19、20、21章主要是讲IIR滤波器和滤波器的比较。

IIR滤波器不使用卷积运算，而是递归运算，所以速度快，但性能不一定比FIR滤波器好。IIR的脉冲响应由衰减指数信号组成。以上是FIR滤波器和IIR滤波器的区别分析。希望能帮到你。