IIR滤波器是无限冲击响应滤波器,
其优点:
1. 采用模拟原型滤波的标准设计,容易理解。
2. 可以用低阶设计实现,并且可以高速运行
3. 对于相同公差设计方案,其阶数比FIR短。
4. 可以采用闭环设计
其缺点:
1. 非线性相位
2. 可能会出现极限环
3. 多频道设计困难,只能设计低通、高通和带通
4. 反馈会引入不稳定
5. 非常难得到高速流水线设计
IIR滤波器可以模拟4类原型滤波器:ButterWorth、ChebyShevI、ChebyShevII、椭圆 。
典型的二阶滤波器函数公式:
H(Z)=(b0+b1*Z^-1+b2*Z^-2)/(a0+a1*Z^-1+a2*Z^-2);
典型理想IIR输出公式:
Y(n)={b0x(n)+b1x(n-1)+...+bmx(n-m)}-{a1x(n-1)+a2x(n-2)+...+amx(n-m)}
对于二阶IIR滤波器,输出公式
Y(n)=b0xn+b1xn-1+b2xn-2-(a1xn-1+a2xn-2) 式1
式1中a1,a2,b0,b1,b2是二阶滤波器IIR系数,其决定滤波器的频响应曲线以及增益。如何求a0,a1,a2,b0,b1,b2?
对于一个二阶IIR滤波器,标准的技术指标如下:
1. 中心频率f0;(中心频率: 通常定义为带通滤波器(或带阻滤波器)的两个3 dB点之间的中点,一般用两个3 dB点的算术平均来表示 。其实低通和高通滤波器也有中心频率 只不过它的定义和带通就不一样了,它就等于我们通常说的截止频率,但我们在说低通高通时,都是用截止频率,而几乎不用其中心频率。不过在做归一 化时就会有这个概念了。那时可以看到,低通高通的归一化截止频率=截止频率/中心频率=1. )
2. 采样频率fs;
3. 增益db;
4. 品质因数;
根据上面技术指标,可以确定二阶IIR滤波的低通,带通或高通的系数
根据上面的技术指标,可以确定以下几个通用计算量:
A=sqrt[10^(db/20)];
Omega=2*Pi*f0/fs;
sin=sin(omega);
cons=cos(omega);
alpha=sin(2*Q);
所以二阶IIR高通滤波器系数的计算:
b0=(1+cos)/2;
b1=-(1+cos);
b2=(1+cos)/2;
a0=1+alpha;
a2=1-alpha;
二阶IIR低通滤波器系数的计算:
b0=(1-cos)/2;
b1=1-cos;
b2=(1-cos)/2;
a0=1+alpha;
a1=-2*cos;
a2=1-alpha;
二阶IIR带通滤波器的系数的计算:
b0=sin/2=Q*alhpa;
b1=0;
b2=-sin/2=-Q*alpha;
a0=1+alpha;
a1=-2*cos;
a2=1-alpha;