FIR滤波器FAQ原理简述

2011-9-24 16:05:53 6578

0 　　1、FIR 滤波器是在数字信号处理(DSP)中经常使用的两种基本的滤波器之一，另一个为IIR滤波器。　　2、FIR代表有限冲激响应(Finite Impulse Response)的简称。　　3、 FIR(有限冲激响应)中的有限是冲激响应是有限的意味着在滤波器中没有发反馈.。　　4、 FIR 滤波器外还有一类 IIR(无限冲激响应,Infinite Impulse Response)，IIR滤波器使用反馈，因此当信号输入后，输出是根据算法循环的。　　5、 FIR滤波器与IIR滤波器比较，每一种都有优缺点，但总得来说， FIR滤波器的优点远大于缺点，因此在实际运用中，FIR滤波器比IIR滤波器使用的比较多。　　6、相较于IIR滤波器, FIR滤波器有以下的优点：　　(1) 可以很容易地设计线性相位的滤波器，线性相位滤波器延时输入信号，却并不扭曲其相位，实现简单，在大多数DSP处理器，只需要对一个指令积习循环就可以完成FIR计算。适合于多采样率转换，它包括抽取(降低采样率)，插值(增加采样率)操作，无论是抽取或者插值，运用FIR滤波器可以省去一些计算，提高计算效率，相反,如果使用IIR滤波器，每个输出都要逐一计算，不能省略，即使输出要丢弃.。　　(2)具有理想的数字特性，在实际中，所有的DSP滤波器必须用有限精度(有限bit数目)实现，而在IIR滤波器中使用有限精度会产生很大的问题，由于采用的是反馈电路，因此IIR通常用非常少的bit实现，设计者就能解决更少的与非理想算术有关的问题。　　(3) 可以用小数实现. 不像IIR滤波器，FIR滤波器通常可能用小于1的系数来实现。(如果需要，FIR滤波器的总的增益可以在输出调整)。当使用定点DSP的时候，这也是一个考虑因素，它能使得实现更加地简单。　　7、相较于IIR滤波器, FIR滤波器的缺点是什么，相比较于IIR滤波器, 有时FIR滤波器为了得到一个给定的滤波响应特性,需要花费更多的存储器或者计算. 当然,用FIR滤波器去实现某些响应也是不实际的. 　　8、在描述FIR滤波器的时候，都要提到冲激响应 - FIR滤波器的冲激响应实际上是FIR的系数。抽头(Tap) - FIR的抽头是系数或者延时对，FIR抽头的个数(通常用N来表示)意味着。1)实现滤波器所需要的存储空间， 2) 需要计算的数目， 3)滤波器能滤掉的数量，实际上,越多的抽头意味着有更多的阻带衰减，更少的波纹，更窄的滤波等等。4) 乘累加 (MAC) - 在FIR方面考虑,MAC是指把延时的数据采样与相应的系数相乘，然后累加结果。通常，FIR每一个抽头都需要一个MAC。大多数DSP微处理器实现MAC操作都是单指令周期。5)跃迁带(Transition Band) -在通带和阻带边沿之间的频带。跃迁带越窄，需要更多的抽头去实现滤波器。也有说，小的跃迁带就是一个sharp滤波器。6)延时线- 一组存储器单元，实现在FIR计算中的Z^-1延时。环形缓存 - 一个特殊的缓存，是首尾相连的。通常由DSP微处理器实现。 1
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