IIR数字滤波器的特点有哪些 IIR数字滤波器与FIR数字滤波器的区别

IIR（Infinite Impulse Response）数字滤波器是一种常见的数字滤波器类型，用于对信号进行滤波和频率选择。与FIR（Finite Impulse Response）数字滤波器相比，IIR数字滤波器具有一些独特的特点和应用优势。这种滤波器使用了反馈机制，可以实现更高阶、更复杂的滤波功能，并在许多实时信号处理应用中得到广泛应用。

1.IIR数字滤波器的特点有哪些

IIR数字滤波器具有以下几个特点：

• 递归性结构: IIR数字滤波器采用了递归结构，其中输出样本不仅依赖于当前输入样本，还依赖于之前的输出样本。这种递归结构使得IIR滤波器可以实现较高阶的滤波功能，并在小型设备上占用较少的存储空间。
• 窄带滤波能力: IIR数字滤波器在频域上具有窄带滤波的能力，可以选择特定的频率范围并抑制其他频率成分。这使得IIR滤波器在音频处理、通信系统等需要精确频率选择的应用中非常有用。
• 较低的计算复杂度: 由于IIR数字滤波器具有递归性结构，并且可以通过差分方程实现，因此其计算复杂度相对较低。这使得IIR滤波器在实时信号处理和嵌入式系统中表现出色。
• 较小的存储需求: IIR滤波器通常需要存储较少的系数，尤其是在具有稳定特性的情况下。这使得IIR滤波器在资源受限的环境下非常适用，例如移动设备和嵌入式系统。

2.IIR数字滤波器与FIR数字滤波器的区别

IIR数字滤波器与FIR数字滤波器之间存在一些关键区别：

• 结构不同: IIR数字滤波器采用递归结构，而FIR数字滤波器采用非递归结构。递归结构意味着IIR滤波器的输出取决于前面的输出样本，而非递归结构的FIR滤波器则仅依赖于当前和之前的输入样本。
• 相位响应不同: IIR滤波器的相位响应通常是非线性的，而FIR滤波器的相位响应是线性的。这意味着在某些应用中，特别是需要保持信号相位不变的情况下，FIR滤波器更适合使用。
• 稳定性差异: 由于IIR滤波器的递归结构，它们可能具有不稳定的特性。相比之下，FIR滤波器通常是稳定的，因为它们不涉及反馈。
• 计算复杂度和存储需求不同: IIR滤波器通常具有较低的计算复杂度和较小的存储需求，而FIR滤波器则具有更高的计算复杂度和较大的存储需求。这是因为FIR滤波器需要更多的系数来实现滤波功能。

总结而言，IIR数字滤波器具有递归性结构、窄带滤波能力、较低的计算复杂度和较小的存储需求等特点。与之相比，FIR数字滤波器采用非递归结构，具有线性的相位响应、稳定性以及更高的计算复杂度和存储需求。选择使用哪种类型的数字滤波器取决于具体应用的要求，例如需要窄带滤波功能、对信号相位要求严格或资源受限的情况下，可以选择适合的滤波器类型。