FIR vs IIR
FIR ja IIR ovat digitaalisia suodattimia, joita käytetään yleisesti digitaalisessa signaalinkäsittelyssä. Nämä suodattimet muodostavat vain muutamia komponentteja, mutta nämä komponentit voidaan järjestää monin eri tavoin monimutkaisten suodattimien valmistamiseksi digitaalisessa signaalinkäsittelyssä.
FIR tarkoittaa Finite Impulse Responsea, kun taas IIR tarkoittaa Infinite Impulse Responsea. Vaikka sekä FIR että IIR palvelevat samaa tarkoitusta, näiden kahden tyypin ominaisuuksissa ja eduissa ja haitoissa on monia eroja, ja tämän artikkelin tarkoituksena on korostaa molempien ominaisuuksia vertaillakseen näitä kahta suodatintyyppiä.
FIR:ssä suodattimen lähtösignaali sen jälkeen, kun tulosignaali on asetettu muusta kuin nollasta nollaan, voi olla nollasta poikkeava vain rajallisen määrän näytekertoja, ennen kuin myös lähtösignaalista tulee nolla. Toisa alta IIR:ssä suodattimen lähtösignaali voi olla nollasta poikkeava loputtomasti sen jälkeen, kun olet asettanut tulosignaalin muusta kuin nollasta nollaan. Suodatintyypeistä voidaan valita jompikumpi, mutta valinta vaikuttaa suodattimen suunnitteluun ja toteutukseen. Yleensä kaikkiin suodatussovelluksiin FIR-suodattimet riittävät. Ne käyttävät käytettävissä olevaa tarkkuutta paremmin ja ovat myös (numeerisesti) kestäviä. On kuitenkin tapauksia, joissa FIR-suodattimet kasvavat liian suuriksi, esimerkiksi kun käytetään suurta määrää suodatinkertoimia. Tällaisissa tapauksissa FIR-suodattimet tulevat liian kalliiksi ja vaikeiksi toteuttaa, koska ne vaativat enemmän aikaa tehoa ja suunnitteluaikaa. Tällöin IIR-suodattimet tulevat käyttöön.
FIR:n ja IIR:n ero
Suurin ero FIR- ja IIR-suodattimien välillä on impulssivaste, joka on FIR:n tapauksessa äärellinen ja IIR:n tapauksessa ääretön. Näiden kahden välillä on kuitenkin paljon enemmän eroja. Samanlaisen suodatussuorituksen saavuttamiseksi FIR-suodattimien toteutus vaatii enemmän kertolaskuja ja summauksia kuin IIR. Mutta tietyt tietokonejärjestelmät sopivat paremmin FIR:ään kuin IIR:ään, joten käyttäjä valitsee FIR:n.
FIR-suodattimet eivät ole rekursiivisia, kun taas IIR-suodattimet ovat rekursiivisia. Näin ollen FIR:iin ei liity palautetta, joka on hyvinkin olemassa IIR:n tapauksessa.
IIR-suodattimet voidaan suunnitella simuloimaan klassisia analogisia suodatinvasteita, kun taas FIR-suodattimet eivät pysty saavuttamaan sitä.
IIR on hieman vaikeampi lukea kuin FIR, koska IIR:stä on palautetta. Miksi sitten käyttää IIR:ää FIR:n yli? No, IIR käyttää vähemmän kertoimia kuin FIR, joten käyttäjältä kuluu vähemmän aikaa laskelmien tekemiseen. Mutta FIR-suodattimet on helpompi suunnitella, vaikka ne antavat tasaisen vasteen. Sitten on kysymys vakaudesta. Jos IIR-suodattimet on suunniteltu huonosti, ne voivat olla epävakaita, kun taas FIR-suodattimet ovat aina vakaita.
Näin näemme, että sekä FIR- että IIR-suodattimilla on omat ominaisuudet sekä hyvät ja huonot puolensa, ja oikean suodattimen valinta riippuu usein käyttäjän vaatimuksista.
