FIR gegen IIR
FIR und IIR sind digitale Filter, die üblicherweise in der digitalen Signalverarbeitung verwendet werden. Es gibt nur wenige Komponenten, aus denen diese Filter bestehen, aber diese Komponenten können auf verschiedene Weise angeordnet werden, um komplizierte Filter für die Verwendung in der digitalen Signalverarbeitung zu erstellen.
FIR steht für Finite Impulse Response, während IIR für Infinite Impulse Response steht. Obwohl sowohl FIR als auch IIR denselben Zweck erfüllen, gibt es viele Unterschiede in den Merkmalen und Vor- und Nachteilen der beiden Typen, und dieser Artikel beabsichtigt, die Merkmale beider hervorzuheben, um die beiden Filtertypen zu vergleichen.
In FIR kann das Ausgangssignal des Filters, nachdem das Eingangssignal von Nicht-Null auf Null gesetzt wurde, nur für eine endliche Anzahl von Abtastzeiten Nicht-Null sein, bevor das Ausgangssignal ebenfalls Null wird. Andererseits kann bei IIR das Ausgangssignal des Filters unendlich ungleich Null sein, nachdem Sie das Eingangssignal von ungleich Null auf Null gesetzt haben. Man kann einen der beiden Filtertypen wählen, aber die Wahl beeinflusst das Entwerfen und Implementieren des Filters. Im Allgemeinen sind FIR-Filter für alle Filteranwendungen ausreichend. Sie nutzen die verfügbare Genauigkeit besser aus und sind auch (numerisch) robust. Es gibt jedoch Fälle, in denen FIR-Filter zu groß werden, beispielsweise wenn eine große Anzahl von Filterkoeffizienten verwendet wird. In solchen Fällen werden FIR-Filter zu teuer und schwierig zu implementieren, da sie mehr Zeit, Energie und Entwicklungszeit benötigen. Hier kommen IIR-Filter ins Spiel.
Unterschied zwischen FIR und IIR
Der größte Unterschied zwischen FIR- und IIR-Filtern ist die Impulsantwort, die bei FIR endlich und bei IIR unendlich ist. Es gibt jedoch noch viele weitere Unterschiede zwischen den beiden. Für eine ähnliche Filterleistung erfordert die Implementierung von FIR-Filtern mehr Multiplikationen und Summierungen als IIR. Bestimmte Computersysteme sind jedoch besser für FIR als für IIR geeignet, sodass der Benutzer sich für FIR entscheidet.
FIR-Filter sind nicht rekursiv, während IIR-Filter rekursiv sind. Daher gibt es bei FIR keine Rückkopplung, die bei IIR sehr stark vorhanden ist.
IIR-Filter können entworfen werden, um klassische analoge Filterantworten zu simulieren, während FIR-Filter dies nicht erreichen können.
IIR ist etwas schwieriger zu lesen als FIR, da es bei IIR eine Rückkopplung gibt. Warum dann IIR über FIR verwenden? Nun, IIR verwendet weniger Koeffizienten als FIR, sodass der Benutzer weniger Zeit benötigt, um Berechnungen durchzuführen. FIR-Filter sind jedoch einfacher zu entwerfen, obwohl sie eine flache Antwort liefern. Dann ist da noch die Frage der Stabilität. Bei schlechtem Design können IIR-Filter instabil sein, während FIR-Filter immer stabil sind.
Daher sehen wir, dass sowohl FIR- als auch IIR-Filter ihre eigenen Funktionen sowie Vor- und Nachteile haben und es oft von den Anforderungen des Benutzers abhängt, den richtigen Filtertyp auszuwählen.
