iir滤波器特点

iir滤波器有以下几个特点

1 iir数字滤波器的系统函数可以写成封闭函数的形式。

2 iir数字滤波器采用递归型结构，即结构上带有反馈环路。iir滤波器运算结构通常由延时、乘以系数和相加等基本运算组成，可以组合成直接型、正准型、级联型、并联型四种结构形式，都具有反馈回路。由于运算中的舍入处理，使误差不断累积，有时会产生微弱的寄生振荡。

3 iir数字滤波器在计上可以借助成熟的模拟滤波器的成果，如巴特沃斯、契比雪夫和椭圆滤波器等，有现成的设计数据或图表可查，其设计工作量比较小，对计算工具的要求不高。在设计一个iir数字滤波器时，我们根据指标先写出模拟滤波器的公式，然后通过一定的变换，将模拟滤波器的公式转换成数字滤波器的公式。

4 iir数字滤波器的相位特性不好控制，对相位要求较高时，需加相位校准网络。

在matlab下设计iir滤波器可使用buttterworth函数设计出巴特沃斯滤波器，使用cheby1函数设计出契比雪夫i型滤波器，使用cheby2设计出契比雪夫II型滤波器，使用ellipord函数设计出椭圆滤波器。下面主要介绍前两个函数的使用。

与fir滤波器的设计不同，iir滤波器设计时的阶数不是由设计者指定，而是根据设计者输入的各个滤波器参数（截止频率、通带滤纹、阻带衰减等），由软件设计出满足这些参数的最低滤波器阶数。在matlab下设计不同类型iir滤波器均有与之对应的函数用于阶数的选择。

iir单位响应为无限脉冲序列fir单位响应为有限的

iir幅频特性精度很高，不是线性相位的，可以应用于对相位信息不敏感的音频信号上；

fir幅频特性精度较之于iir低，但是线性相位，就是不同频率分量的信号经过fir滤波器后他们的时间差不变。这是很好的性质。

另外有限的单位响应也有利于对数字信号的处理，便于编程，用于计算的时延也小，这对实时的信号处理很重要

IIR与FIR数字滤器的比较

 

FIR

IIR

设计方法

一般无解析的设计公式，要借助计算机程序完成。

利用AF的设计图表，可简单、有效地完成设计。

设计结果

可得到幅频特性（可以多带）和线性相位（优点）。

只能得到幅频特性，相频特性未知（缺点），如需要线性相位，须用全通网络校准，但增加滤波器阶数和复杂性。

稳定性

极点全部在原点（永远稳定），无稳定性问题。

有稳定性问题 。

因果性

总是满足，任何一个非因果的有限长序列，总可以通过一定的延时，转变为因果序列。

 

结构

非递归

递归系统

运算误差

一般无反馈，运算误差小。

有反馈，由于运算中的四舍五入会产生极限环。

快速算法

可用FFT减少运算量。

无快速运算方法

FIR和IIR比较(有限冲击响应和无限冲击响应)

从性能上进行比较 "

从性能上来说，IIR滤波器传输函数的极点可位于单位圆内的任何地方，因此可用较低的阶数获得高的选择性，所用的存贮单元少，所以经济而效率高。但是这个高效率是以相位的非线性为代价的。选择性越好，则相位非线性越严重。相反，FIR滤波器却可以得到严格的线性相位，然而由于FIR滤波器传输函数的极点固定在原点，所以只能用较高的阶数达到高的选择性；对于同样的滤波器设计指标，FIR滤波器所要求的阶数可以比IIR滤波器高5~10倍，结果，成本较高，信号延时也较大；如果按相同的选择性和相同的线性要求来说，则IIR滤波器就必须加全通网络进行相位较正，同样要大增加滤波器的节数和复杂性。

从结构上看"

IIR滤波器必须采用递归结构，极点位置必须在单位圆内，否则系统将不稳定。另外，在这种结构中，由于运算过程中对序列的舍入处理，这种有限字长效应有时会引入寄生振荡。相反，FIR滤波器主要采用非递归结构，不论在理论上还是在实际的有限精度运算中都不存在稳定性问题，运算误差也较小。此外，FIR滤波器可以采用快速付里叶变换算法，在相同阶数的条件下，运算速度可以快得多。

   1. IIR和FIR的区别

      答：IIR数字滤波器方便简单，但它相位的线性，要采用全通网络进行相位校正。图象处理以及数据传输，都要求信道具有线性相位特性.有限冲击响应(FIR)池波器具有很好的线性相位特性，因此越来越受到广泛的重视。    有限冲击响应(FIR)滤波器的特点:(1)系统的单位冲击响应h(n)在有限个n值处不为零0(2)系统函数H(z)在!:1》0处收敛，极点全部在:=0处(稳定系统)0(3)结构上主要是非递归结构.没有输出到输人的反馈，但有些结构中(例如频率抽样结构)也包含有反馈的递归部分。

    有限冲击响应(FIR)滤波器的优点:(1)既具有严格的线性相位(就是不同频率分量的信号经过fir滤波器后他们的时间差不变)，又具有任意的幅度。(2) FIR滤波器的单位抽样响应是有限长的，因而滤波器性能稳定。(3)只要经过一定的延时，任何非因果有限长序列都能变成因果的有限长序列，因而能用因果系统来实现。(4 )FIR睑波器由于单位冲击响应是有限长的.因而可用快速傅里叶变换(FFT)算法来实现过滤信号，可大大提高运算效率。