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fir和iir比较-嵌入式/arm

 

2024-01-22 11:35:51

晨欣小编

在嵌入式系统和ARM(Advanced RISC Machine)架构中,信号处理是一个重要的部分,用于实现音频、视频、图像和其他数字信号的处理和分析。在信号处理过程中,滤波是一个常见的操作,用于去除噪声、滤波和增强信号。

滤波器分为两种类型:有限冲激响应(FIR)和无限冲激响应(IIR)。它们各自具有一些特点和适用的应用场景。

首先,我们来了解一下FIR滤波器。FIR滤波器是一种线性相位滤波器,其特点是具有稳定性和线性相位响应。它的系统函数是由有限长冲激响应序列构成的,因此能够实现无限长的频率响应。FIR滤波器的设计非常灵活,可以通过调整冲激响应序列的系数来实现不同的频率响应。此外,FIR滤波器没有反馈,因此稳定性得到了保证。因此,在需要精确控制频率响应和具有稳定性要求的应用中,FIR滤波器是一个不错的选择。

然而,FIR滤波器的缺点也是显而易见的。由于其系统函数是由有限长冲激响应序列构成的,所以在相同的性能要求下,FIR滤波器通常需要更长的冲激响应序列,从而需要更多的计算资源和内存。这使得FIR滤波器在一些资源受限的嵌入式系统中难以应用。此外,FIR滤波器对所需的频率响应特性没有实时要求,因此实时性要求较高的应用场景可能不适合使用FIR滤波器。

相比之下,IIR滤波器则具有不同的特点。IIR滤波器是一种递归滤波器,其特点是具有自回馈结构。它的系统函数是由无限长冲激响应序列构成的,因此能够实现截止频率更为灵活的频率响应。IIR滤波器相对于FIR滤波器来说,具有更好的性能和更小的延迟。此外,IIR滤波器拥有更高的计算效率和内存占用率,因为它可以利用过去输出的样本作为输入,从而减少计算量。因此,在资源受限、实时性要求较高且对于频率响应的精确度要求相对较低的应用中,IIR滤波器是一个不错的选择。

然而,IIR滤波器也有其不足之处。首先,由于IIR滤波器使用自回馈结构,稳定性可能受到一定的影响。因此,在设计和实现IIR滤波器时,需要特别注意稳定性问题。其次,IIR滤波器的线性相位响应不能保证,这可能会对某些应用产生负面影响。此外,IIR滤波器对于不需要高精度的频率响应控制的应用来说,可能过于复杂和冗余。

综上所述,FIR和IIR滤波器都是在嵌入式系统和ARM架构中广泛使用的信号处理工具。它们各自具有一些特点和适用的应用场景。FIR滤波器适用于需要精确控制频率响应和具有稳定性要求的应用,而IIR滤波器适用于资源受限、实时性要求较高且对于频率响应的精确度要求相对较低的应用。在实际应用中,根据具体的需求和限制,选择适合的滤波器类型是至关重要的。

 

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