Diferencia entre filtros IIR y FIR

Los filtros se usan en el procesamiento de señales digitales para eliminar partes indeseables de la señal, como ruido aleatorio, o para extraer partes útiles de la señal, tales como las partes de la señal que pertenecen a un rango particular

Por ejemplo, un audio grabado con equipo deficiente puede filtrarse para eliminar los elementos no deseados de la señal, haciéndolo sonar lo más cerca posible del audio original ( sin perturbaciones ).

Los filtros digitales se pueden clasificar en dos grupos, FIR ( respuesta de impulso de duración finita ) y IIR ( respuesta de impulso de duración infinita ) filtros. Cuando un sistema recibe alguna entrada, el resultado o la respuesta lograda se conoce como su respuesta de impulso.

IIR vs FIR Filters

La principal diferencia entre los filtros FIR y IIR es que la respuesta de impulso de los formadores es distinta de cero solo para un número finito de muestras. Los filtros IIR tienen un número infinito de muestras distintas de cero. Los filtros IIR también se conocen como filtros de retroalimentación y los filtros FIR no tienen dicho mecanismo de retroalimentación. En una ecuación de diferencia, los coeficientes de filtro de los filtros IIR tienen términos de retroalimentación.

Tabla de comparación entre filtros FIR y filtros IIR

Parámetro de comparación FIR salidas como entradas. De naturaleza recursiva porque reutiliza una o más de sus salidas como entradas. Eficiencia Menos computacionalmente eficiente. Más computacionalmente eficiente. Facilidad de implementación en un circuito Debido a la ausencia de un mecanismo de retroalimentación, es más fácil de implementar en un circuito. Debido a la presencia de un mecanismo de retroalimentación, Es más difícil de implementar en un circuito. Mecanismo de retroalimentación No utilice circuitos de retroalimentación. Utiliza un mecanismo de retroalimentación en el que la salida anterior, junto con la entrada actual y pasada, se proporciona como la entrada actual. Estabilidad Más estable ya que la salida actual no mantiene ninguna relación con la salida anterior. Menos estable ya que también usa muestras de salida anteriores. Entrada requerida para generar salida de corriente Muestras de entrada presentes y pasadas Muestras de entrada presentes y pasadas junto con salida pasada. Retraso ofrecido Ofrece más retraso en la respuesta Ofrece un menor retraso en la respuesta Requisito de memoria Requiere más memoria Requiere menos controlabilidad Fácil de controlar Muy difícil de controlar

¿Qué es un filtro FIR?

Los filtros digitales que generan una respuesta de impulso finito de un sistema dinámico se conocen como filtros FIR. La respuesta de impulso proporcionada por los filtros FIR es de duración finita. Se nombran así porque la respuesta proporcionada por estos filtros se fija a cero en un período de tiempo finito. En el caso de los filtros FIR, el filtro de enésimo orden genera muestras ( n + 1 ) antes de fijarse en 0.

Los filtros FIR

no tienen un mecanismo de retroalimentación. Su entrada actual consiste solo en los valores de entrada presentes y pasados. La suma de una cantidad finita de muestras finitas de valores de entrada forma la salida de los filtros FIR. Los filtros FIR son más adecuados para aplicaciones que requieren una respuesta de fase lineal.

¿Qué es un filtro IIR?

Los filtros digitales que generan una respuesta de impulso infinita de un sistema dinámico se conocen como filtros IIR. Las entradas presentes y pasadas junto con las salidas pasadas se toman como la entrada actual.

El filtro

IIR funciona de una manera que no solo se tienen en cuenta las entradas presentes y pasadas, sino también la muestra de salida pasada. Este circuito de retroalimentación es lo que los diferencia de los filtros FIR.

El mecanismo de retroalimentación interna hace que estos filtros sean recursivos en la naturaleza. Nunca permiten que su respuesta se establezca en 0 para un impulso aplicado. Son computacionalmente más eficientes y requieren menos memoria. Sin embargo, debido a su naturaleza recursiva, son menos estables y difíciles de controlar.

Los filtros IR

se utilizan mejor para aplicaciones que no requieren información de fase, por ejemplo, para monitorear las amplitudes de señal.

Diferencias principales entre filtros FIR y filtros IIR

1. Los filtros FIR son de naturaleza no recursiva. Los filtros IIR son de naturaleza recursiva ya que tienen un mecanismo de retroalimentación. Este último utiliza un mecanismo de retroalimentación en el que la salida anterior, junto con la entrada actual y pasada, se proporciona como la entrada actual.
2. Los filtros FIR son más fáciles de implementar pero son menos eficientes desde el punto de vista computacional que los filtros IIR. Debido a la presencia de un bucle de retroalimentación, los filtros IIR son difíciles de implementar en un circuito.
3. Los filtros FIR ofrecen un mayor retraso en su respuesta. Los filtros IIR ofrecen un retraso menor en proporcionar una respuesta.
4. Los filtros FIR requieren más memoria en comparación con los filtros IIR. Los filtros FIR también son más estables debido a su naturaleza no recursiva. Los filtros IIR, que son recursivos, son inestables.

   Los filtros FIR

5. son menos sensibles y más fáciles de controlar que los filtros IIR.

Síntesis

Los filtros digitales se pueden diseñar para diferentes propósitos. Por ejemplo, un filtro puede clasificarse como paso alto, paso bajo, tope de banda o paso de banda. Por ejemplo, cuando una señal de entrada con ruido de alta frecuencia pasa a través de un filtro de paso bajo, el ruido de alta frecuencia se elimina de la entrada, lo que resulta en una señal limpia.

Estos tipos de filtro se pueden implementar utilizando filtros FIR o IIR. Una combinación de estos dos también se puede usar para producir un filtro de forma arbitraria. Los filtros FIR no tienen mecanismo de retroalimentación. Esto los hace más estables. Se utilizan en aplicaciones que requieren fases lineales.

Los filtros

IIR usan salidas anteriores, junto con las entradas presentes y pasadas, como retroalimentación. Esto los hace recursivos y de naturaleza menos estable. Los filtros IIR pueden lograr la característica de filtrado deseada utilizando menos memoria y cálculos que un filtro FIR.

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