FIR Filter vs IRR Filter
Οι εφαρμογές επεξεργασίας ψηφιακών σημάτων κάνουν μεγάλη χρήση φίλτρων και δύο από τα πιο δημοφιλή είναι το φίλτρο FIR και το φίλτρο IRR. Υπάρχουν πολλοί που παραμένουν μπερδεμένοι σχετικά με τη χρηστικότητα του ενός ή του άλλου σε διαφορετικές περιστάσεις, καθώς αν υπάρχουν πολλές ομοιότητες στους δύο τύπους, υπάρχουν επίσης κραυγαλέες διαφορές. Αυτό το άρθρο θα επισημάνει τις διαφορές μεταξύ των φίλτρων FIR και IRR για να μπορέσουν οι χρήστες να κάνουν καλύτερη χρήση αυτών των φίλτρων στην επεξεργασία ψηφιακών σημάτων.
Τι είναι το FIR Filter;
Το FIR σημαίνει Finite Impulse Response. Σημαίνει ότι αν έχει τεθεί μια ώθηση, για παράδειγμα ένα 1 ακολουθούμενο από πολλά μηδενικά δείγματα. Τα μηδενικά θα βγαίνουν πάντα αφού περάσει το 1 από τη γραμμή καθυστέρησης του φίλτρου. Ο λόγος που αυτό το φίλτρο ονομάζεται πεπερασμένο είναι λόγω της έλλειψης ανάδρασης. Καμία ανάδραση δεν διασφαλίζει ότι η παλμική απόκριση θα είναι πεπερασμένη. Αυτός είναι ακριβώς ο λόγος που το FIR ονομάζεται επίσης φίλτρο χωρίς ανάδραση. Ωστόσο, ακόμη και όταν χρησιμοποιείται ανάδραση, η απόκριση είναι πεπερασμένη στην περίπτωση των φίλτρων FIR.
Τι είναι το φίλτρο IRR;
Η εναλλακτική στα φίλτρα FIR είναι τα φίλτρα IIR ή Infinite Impulse Response. Η έξοδος κουδουνίζει επ' αόριστον όταν εισάγεται παλμός σε περίπτωση φίλτρου IIR.
Πλεονεκτήματα του φίλτρου FIR
Τόσο τα φίλτρα FIR όσο και τα φίλτρα IIR έχουν τα δικά τους χαρακτηριστικά και τα υπέρ και τα κατά. Γενικά, τα πλεονεκτήματα του FIR είναι πολύ περισσότερα από τα μειονεκτήματά του, πράγμα που σημαίνει ότι χρησιμοποιούνται ευρύτερα από τα φίλτρα IIR. Ακολουθεί μια περίληψη των πλεονεκτημάτων των φίλτρων FIR.
– Είναι ευκολότερο να σχεδιάσετε φίλτρα FIR ώστε να βρίσκονται σε φάση επένδυσης. Αυτός ο σχεδιασμός καθυστερεί το σήμα εισόδου χωρίς να παραμορφώνει τη φάση του.
– Τα φίλτρα FIR εγκαθίστανται εύκολα και ο υπολογισμός του FIR σε όλους τους μικροεπεξεργαστές DSP μπορεί να ολοκληρωθεί χρησιμοποιώντας τη λειτουργία ενός βρόχου.
– Είτε μειώνετε τον ρυθμό δειγματοληψίας (αποδεκατισμός), είτε αυξάνετε τον ρυθμό δειγματοληψίας (παρεμβολή), η χρήση φίλτρων FIR επιτρέπει την παράλειψη ορισμένων υπολογισμών, βελτιώνοντας έτσι την απόδοση.
– Τα φίλτρα FIR μπορούν να εγκατασταθούν με απλά κλασματικά μαθηματικά κάνοντας τις εφαρμογές απλές.
Ωστόσο, σε σύγκριση με τα φίλτρα IIR, τα φίλτρα FIR χρησιμοποιούν περισσότερη μνήμη και υπολογισμό για να επιτύχουν ένα χαρακτηριστικό απόκρισης ενός φίλτρου. Επιπλέον, υπάρχουν ορισμένες αποκρίσεις για τις οποίες τα φίλτρα FIR δεν είναι κατάλληλα.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του φίλτρου FIR και του φίλτρου IRR;
• Τόσο το FIR όσο και το IIR χρησιμοποιούνται για φιλτράρισμα στην ψηφιακή επεξεργασία.
• Τα φίλτρα IIR εξαρτώνται τόσο από την είσοδο όσο και από την έξοδο, ενώ τα φίλτρα FIR εξαρτώνται μόνο από την είσοδο.
• Τα φίλτρα IIR είναι ασταθή ενώ τα φίλτρα FIR είναι σταθερά
• Τα φίλτρα IIR απαιτούν περισσότερη μνήμη από τα φίλτρα FIR
• Τα φίλτρα IIR είναι δύσκολο να εφαρμοστούν σε σύγκριση με τα φίλτρα FIR
• Ενώ το IIR μπορεί εύκολα να προσομοιώσει αναλογικά σήματα, το FIR δεν έχει τη χωρητικότητα για αυτό
• Τα φίλτρα FIR είναι υψηλότερης τάξης από τα φίλτρα IIR
• Όπου τα γραμμικά χαρακτηριστικά δεν είναι σημαντικά, προτιμώνται τα φίλτρα IIR
