Chưa có sản phẩm trong giỏ hàng.
Tin tức, Tin tức & sự kiện
So sánh IIR với FIR tổng thể
FIR và IIR là hai bộ lọc thường dùng trong xử lý tín hiệu số. Chúng chỉ cấu tạo gồm vài phần tử, nhưng những phần tử này được kết hợp theo rất nhiều cách để tạo ra các bộ lọc phức tạp sử dụng trong xử lý tín hiệu số.
FIR là từ viết tắt Finite Impulse Response nghĩa là đáp ứng xung hữu hạn, trong khi IIR là Infinite Impulse Response, đáp ứng xung vô hạn. Mặc dù cả IIR và FIR đều phục vụ cùng mục đích, nhưng mỗi loại lại có những ưu nhược điểm riêng rất khác biệt sẽ được đề cập dưới đây.
Trong FIR, tín hiệu ra, sau khi tín hiệu vào được thiết lập từ non zero sang zero, chỉ có một số hữu hạn các phần tử tới đầu ra trước khi đầu ra chuyển sang zero. Sự lựa chọn bộ lọc sẽ đem tới kết quả vận hành khác biệt. Nhìn chung, cho mọi ứng dụng lọc, FIR đều thỏa mãn. Chúng đem tới sự chính xác theo cách tốt hơn và cũng rất mạnh mẽ (số lượng). Tuy nhiên, có vài trường hợp bộ lọc FIR trở thành quá lớn, ví dụ khi số lượng lớn hệ số lọc được dùng. Khi đó, chúng tốn kém về thời gian vận hành và khó thực hiện. Và đó là lúc IIR phát huy vai trò của mình.
Sự khác biệt giữa hai loại
Sự khác biệt lớn nhất chính là đáp ứng xung. Tuy nhiên, còn rất nhiều sự khác biệt khác ngoài nó. Với cùng tình huống lọc, FIR vận hành yêu cầu nhiều phép nhân và tổng hơn so với IIR. Nhưng các hệ thống máy tính lại thích hợp hơn cho FIR dẫn tới người dùng thích dùng FIR.
Bộ lọc FIR là không đệ quy trong khi IIR thì đệ quy. Do đó, trong FIR không có phản hồi feedback, còn trong FIR thì rất nhiều.
Bộ lọc IIR có thể được thiết kể để mô phỏng các đáp ứng lọc kiểu cổ điển, nhưng FIR không làm được. IIR khó đọc hơn so với FIR vì có phản hồi. Vậy tại sao lại dùng IIR thay vì FIR? Đơn giản là IIR có số lượng hệ số ít hơn so với FIR, do đó mà tốn ít thời gian thực hiện các phép toán hơn. Nhưng bộ lọc FIR lại dễ thiết kế hơn cho dù chúng cho đáp ứng phẳng. Sau nữa là về tính ổn định. Nếu được thiết kế đơn thuần, lọc IIR có thể không ổn định trong khi FIR thì luôn ổn định.
Tóm lại
1. IIR là vô hạn, được dùng trong các ứng dụng không quan tâm về thông số tuyến tính.
2. Bộ lọc FIR hữu hạn, do đó cần thiết cho đặc tính pha tuyến tính
3. IIR tốt hơn cho khai thác bậc thấp hơn, trong khi FIR dùng cho bậc cao hơn
4. FIR được chuộng hơn vì không có phản hồi
5. Các bộ lọc IIR là đệ quy và được dùng so le, trong khi các FIR trở nên quá dài và gây ra nhiều vấn đề trong các ứng dụng
Trong Labview
Bộ lọc IIR có thể đem lại cùng mức suy giảm như với bộ lọc FIR nhưng lại có ít hệ số hơn nhiều. Do vậy, một bộ lọc IIR có thể làm việc nhanh hơn đáng kể và thuật toán lọc hiệu quả hơn so với một bộ lọc FIR.
Có thể thiết kế các bộ FIR để tạo một đáp ứng pha tuyến tính. Còn IIR thì đem đến đáp ứng pha phi tuyến. Sử dụng FIR cho các ứng dụng yêu cầu các đáp ứng pha tuyến tính. Dùng IIR trong trường hợp không yêu cầu thông tin về pha, ví dụ như với các ứng dụng theo dõi, hiển thị tín hiệu.
MỘT SO SÁNH NHỎ BỘ LỌC IIR VỚI FIR
Một câu hỏi tự nhiên cần giải quyết đó là nên dùng loại lọc nào, IIR hay FIR để phù hợp nhất với một ứng dụng lọc số cho trước. Điều này không dễ trả lời, nhưng chúng ta có thể chỉ ra vài điểm quan trọng. Đầu tiên, coi như sự khác biệt của tính dễ dàng trong khi thiết kế giữa hai loại lọc là không quan trọng. Thường có những tính chất về sự thể hiện và vận hành của hai loại trên quan trọng hơn. Một xem xét thiết kể đáng chú ý là khả năng mô phỏng bộ lọc tương tự nguyên mẫu được định trước của bộ lọc IIR, trong khi lọc FIR thì không có tính chất này.
| Bảng -1. So sánh tính chất lọc IIR và FIR không đệ quy | ||
| Tính chất | IIR | FIR (không đệ quy) |
| Số phép nhân cần thiết | Ít nhất | Hơn nhất |
| Độ nhạy cho lượng tử hóa hệ số lọc | Có thể cao.[*] ( các hệ số 24-bit cần cho trường hợp âm thanh trung thực cao) | Rất thấp (Các hệ số 16-bit thỏa mãn hầu hết yêu cầu của bộ lọc FIR) |
| Xác xuất lỗi tràn bộ nhớ | Có thể cao[*] | Rất thấp |
| Độ ổn định | Phải được thiết kế trong | Được bảo đảm |
| Pha tuyến tính | Không | Được đảm bảo [**] |
| Có thể mô phỏng bộ lọc tương tự nguyên mẫu | Có | Không |
| Yêu cầu bộ nhớ hệ số | Ít nhất | Cao nhất |
| Độ phức tạp điều khiển lọc phần cứng | Trung bình | Đơn giản |
| Dễ cho thiểt kế phần mềm | Tốt | Rất tốt |
| Độ phức tạp trong thiết kế | Phức tạp vừa phải | Đơn giản |
| Độ khó phân tích nhiễu lượng tử hóa | Phức tạp nhất | Ít phức tạp nhất |
| Hỗ trợ cho lọc thích nghi | Có | Có |
[*] Các vấn đề có thể được tối thiểu hóa khi ghép nối song song hoặc theo hình thác
[*] Được đảm bảo cùng với các hệ số của FIR là đối xứng.
