FIR vs IIR
FIR και IIR είναι ψηφιακά φίλτρα που χρησιμοποιούνται συνήθως στην επεξεργασία ψηφιακών σημάτων. Υπάρχουν μόνο λίγα στοιχεία που συνθέτουν αυτά τα φίλτρα, αλλά αυτά τα εξαρτήματα μπορούν να τακτοποιηθούν με διάφορους τρόπους για να δημιουργήσουν περίπλοκα φίλτρα για χρήση στην επεξεργασία ψηφιακών σημάτων.
Το FIR σημαίνει Finite Impulse Response, ενώ IIR σημαίνει Infinite Impulse Response. Αν και τόσο το FIR όσο και το IIR εξυπηρετούν τον ίδιο σκοπό, υπάρχουν πολλές διαφορές στα χαρακτηριστικά και τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των δύο τύπων, και αυτό το άρθρο σκοπεύει να επισημάνει τα χαρακτηριστικά και των δύο για να συγκρίνει τους δύο τύπους φίλτρων.
Στο FIR, το σήμα εξόδου του φίλτρου, αφού το σήμα εισόδου έχει οριστεί από μη μηδενικό σε μηδέν, μπορεί να είναι μη μηδενικό μόνο για έναν πεπερασμένο αριθμό δειγμάτων προτού γίνει επίσης μηδενικό το σήμα εξόδου. Από την άλλη πλευρά στο IIR, το σήμα εξόδου του φίλτρου μπορεί να είναι μη μηδενικό επ' άπειρον αφού ρυθμίσετε το σήμα εισόδου από μη μηδενικό σε μηδέν. Κάποιος μπορεί να επιλέξει έναν από τους δύο τύπους φίλτρων, αλλά η επιλογή επηρεάζει το σχεδιασμό και την εφαρμογή του φίλτρου. Γενικά, για όλες τις εφαρμογές φιλτραρίσματος, αρκούν τα φίλτρα FIR. Χρησιμοποιούν τη διαθέσιμη ακρίβεια με καλύτερο τρόπο και είναι επίσης στιβαρά (αριθμητικά). Ωστόσο, υπάρχουν περιπτώσεις που τα φίλτρα FIR γίνονται πολύ μεγάλα, για παράδειγμα όταν χρησιμοποιείται μεγάλος αριθμός συντελεστών φίλτρου. Σε τέτοιες περιπτώσεις, τα φίλτρα FIR γίνονται πολύ ακριβά και δύσκολα στην εφαρμογή τους, καθώς απαιτούν περισσότερο χρόνο ισχύος και χρόνο μηχανικής. Αυτό είναι όταν τα φίλτρα IIR μπαίνουν στο παιχνίδι.
Διαφορά μεταξύ FIR και IIR
Η μεγαλύτερη διαφορά μεταξύ των φίλτρων FIR και IIR είναι η παλμική απόκριση, η οποία είναι πεπερασμένη στην περίπτωση FIR και άπειρη στην περίπτωση IIR. Ωστόσο, υπάρχουν πολλές περισσότερες διαφορές μεταξύ των δύο. Για παρόμοια απόδοση φιλτραρίσματος, η εφαρμογή φίλτρων FIR απαιτεί περισσότερους πολλαπλασιασμούς και αθροίσματα από το IIR. Ωστόσο, ορισμένα συστήματα υπολογιστών είναι πιο κατάλληλα για FIR παρά για IIR, κάνοντας τον χρήστη να επιλέξει το FIR.
Τα φίλτρα FIR δεν είναι αναδρομικά ενώ τα φίλτρα IIR είναι αναδρομικά. Επομένως, δεν υπάρχει ανάδραση που εμπλέκεται στο FIR, κάτι που υπάρχει σε μεγάλο βαθμό σε περίπτωση IIR.
Τα φίλτρα IIR μπορούν να σχεδιαστούν για να προσομοιώνουν τις αποκρίσεις κλασικού αναλογικού φίλτρου ενώ τα φίλτρα FIR δεν μπορούν να το επιτύχουν.
Το IIR είναι λίγο πιο δύσκολο να διαβαστεί από το FIR καθώς υπάρχει ανατροφοδότηση με το IIR. Τότε γιατί να χρησιμοποιήσετε το IIR έναντι του FIR; Λοιπόν, το IIR χρησιμοποιεί λιγότερους αριθμούς συντελεστών από το FIR, επομένως χρειάζεται λιγότερος χρόνος για τον χρήστη να κάνει υπολογισμούς. Αλλά τα φίλτρα FIR είναι πιο εύκολο να σχεδιαστούν αν και δίνουν μια επίπεδη απόκριση. Μετά υπάρχει το θέμα της σταθερότητας. Εάν δεν έχουν σχεδιαστεί σωστά, τα φίλτρα IIR μπορεί να είναι ασταθή ενώ τα φίλτρα FIR είναι πάντα σταθερά.
Έτσι βλέπουμε ότι τόσο τα φίλτρα FIR όσο και τα φίλτρα IIR έχουν το δικό τους σύνολο χαρακτηριστικών, καθώς και τα υπέρ και τα κατά και συχνά εξαρτάται από τις απαιτήσεις του χρήστη να επιλέξει τον σωστό τύπο φίλτρου.
