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上海欧戟贸易有限公司

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优势品牌

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开关：SUCO、Euchner、Layher、Schmersal、Contrinex、Schneider

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工业泵：Parker、Bucher、Moog、Kracht、Vogel、Hawe

电机驱动：Bosch、Bonfiglioli、Jahns、VEM

夹具模具：Zimmer、Schunk、OTT、PHD、robohand、Berg、Rud

仪器仪表：Wika、Jumo、GMC、Phoenix、GOSSEN、Warmbier

电气元件：Siemens、B&R、Vipa、Puls、Murr

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由于数字滤波器具有稳定性高、精度高、设计灵活、实现方便等许多突出的优点，因此广泛应用于硬件电路设计，特别是在离散系统中。而根据冲激响应的不同，数字滤波器可分为有限冲激响应(FIR)滤波器和无限冲激响应(IIR)滤波器，那么这两者有什么区别?下面一起来看看：
 

　　1.定义

　　FIR滤波器：Finite impulse response filters，冲击有限长滤波器;冲激响应在有*内衰减为零，其输出仅取决于当前和过去的输入信号值。

　　IIR滤波器：Infinite impulse response filters，冲击无限长滤波器;冲激响应理论上应会无限持续，其输出不仅取决于当前和过去的输入信号值，也取决于过去的信号输出值。

　　2.相位特性

　　IIR滤波器传递函数包括零点和极点两组可调因素，对极点的惟一限制是在单位圆内。因此可用较低的阶数获得高的选择性，所用的存储单元少，计算量小，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。

　　FIR滤波器传递函数的极点固定在原点，是不能动的，它只能靠改变零点位置来改变它的性能。所以要达到高的选择性，必须用较高的阶数;对于同样的滤波器设计指标，FIR滤波器所要求的阶数可能比IIR滤波器高5-10倍，结果，成本较高，信号延时也较大。

　　但如果按线性相位要求来说，则IIR滤波器就必须加全通网络进行相位校正，同样要大大增加滤波器的阶数和复杂性。而FIR滤波器却可以得到严格的线性相位。

　　如图1所示为10Hz的方波信号，采样率为1KHz。

　　图1 方波信号

　　FIR滤波器后，滤波后效果图如图2所示：

　　图2 FIR滤波效果图

　　IIR滤波器后，滤波后效果图如图3所示：

　　图3 IIR滤波效果图

　　通过对比不难发现，IIR滤波器存在非线性相位延迟，校正时需要双向滤波进行校正，复杂不易控制;FIR滤波器为线性延迟，可通过左右平移的方式直接校正，误差小。

　　3.信号处理速度

　　FIR的滤波输出取决于当前输入数据和历史输入数据，IIR的滤波输出取决于当前输入数据、历史输入数据和历史输出数据。以基于FPGA硬件的数字滤波器为例，FIR在处理信号时不需等待前一个信号的滤波输出，只需要考虑输入数据便可实时滤波;IIR需要等待上一个信号的滤波输出，存在一定的时间延迟，所以处理速度上没有FIR快，如图4所示。

　　图4 FIR和IIR滤波输出对比图

　　4.结构

　　IIR滤波器必须采用递归型结构，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四舍五入处理，有时会引起微弱的寄生振荡。

　　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会出现稳定性问题，运算误差也较小。此外，FIR滤波器可以采用快速傅立叶变换算法(FFT)在相同阶数的条件下，运算速度要快得多。

　　5.设计

　　IIR滤波器可以借助模拟滤波器的成果，因此一般都有有效的封闭函数的设计公式可供准确的计算。又有许多数据和表格可查，设计和计算的工作量比较小，对计算工具的要求不高。FIR滤波器设计则一般没有封闭函数的设计公式。窗口法虽然仅仅对窗口函数可以给出计算公式，但计算通阻带衰减等仍无法显示表达式。一般，FIR滤波器的设计只有计算程序可循，因此对计算工具要求较高。然而，这个特点又带来相反的一面，即IIR滤波器虽然设计简单，但主要是用于设计具有片段常数特性的滤波器，如低、高、带通及带阻等，往往脱离不了模拟滤波器的格局。而FIR滤波器则要灵活得多，尤其是频率采想的正交变换，理想微分，线性调频等各种重要网络。