基于MATLAB的数字滤波器设计与仿真(很全--免费下载)(16)

4IIR数字滤波器与FIR数字滤波器的比较

从图1可以看出巴特沃什滤波器具有单调下降的幅频特性，并在截止频率wc处的函数值为0.5的情况下，通带内的值为1；在阻带内函数值更迅速的趋近0。相频特性曲线则呈非线性这表明会使信号产生失真。

图2表明幅频特性曲线和相频特性曲线都呈一条直线，布莱克曼数字滤波器的相位线性从而保证信号在传输过程中不会产生失真，实际的通带波动（Ap= 1.3791 10 9）满足技术指标要求（Ap≤1dB）。但幅频特性曲线却不能满足要求，过渡带太宽（tr_width=0.3142）,实际的最小阻带衰减（As=0）很难满足技术要求。

从本设计可以看出，

（1）IIR数字滤波器可以利用一些现成的公式和系数表设计各类选频滤波器。通常只要将技术指标代入设计方程组式（2）、（3）、（4）、（5）、（6）就可以设计出原型滤波器，然后在利用相应的变换公式求得所需要的滤波器系统函数的系数，变换公式见表1[4]。即首先设计出低通滤波器，在由频率变换公式实现高通、带通和带阻滤波器[3]。而FIR数字滤波器则不能。

（2）在满足一定技术要求和幅频响应的情况下，IIR数字滤波器设计成为具有递归运算的环节，系统存在极点，因此设计系统函数时，必须把所有的极点放在单位圆内，否则系统不稳定。而且有限字长效应所带来的运算误差，可能会使系统产生寄生振荡。 而FIR数字滤波器没有递归运算，因此不论在理论还是实际应用中，都不会因为有限字长效应所带来的运算误差使得系统不稳定。所以IIR数字滤波器的阶数一般比FIR数字滤波器低，本设计中IIR的阶数为7，而FIR的阶数为111。IIR数字滤波器所用的存储元件少，滤波器体积也小，而FIR数字滤波器阶数比较高，因而所需要的存储单元多，从而提高计算机硬件设计成本。

（3）IIR数字滤波器如图所示，除幅频特性可以满足技术要求外，它们的相频特性往往是非线性的，这就会使信号产生失真。而FIR数字滤波器可以设计出具有线性相位（相位响应值为：pha=0）的数字滤波器，从而保证信号在传输过程中不会产生失真。

（4）FIR数字滤波器可以采用快速傅立叶变换实现快速卷积运算，在相同阶数的条件下运算速度快。虽然可以采用加窗方法或频率采样等简单方法设计FIR数字滤波器，但往往在过渡带上和阻带衰减上难以满足要求，因此不得不多次迭代或者计算机辅助设

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