IIR滤波器

IIR滤波器

阐述了数字滤波器的特性，并对IIR与FIR滤波器的差异进行了分析，详细解释了IIR滤波器的工作原理，并设计了一款易于实现的带通数字IIR滤波器。通过合理设置频带转换参数，确保了滤波器的稳定性。最终，提供了IIR带通滤波器的设计方案。

IIR数字带通滤波器的设计

李丽丽

（物电学院07电子信息工程2班）

本文探讨了数字滤波器的特性，并对比了IIR与FIR滤波器的差异，详细介绍了IIR滤波器的工作原理。在此基础上，设计了一种易于实现的带通数字IIR滤波器。通过精心设置频带转换参数，确保了滤波器的稳定性。最终，本文提供了IIR带通滤波器的设计方案。

关键词：IIR滤波器；FIR滤波器；IIR带通滤波器。

本论文提出了数字滤波器的特性，并对IIR滤波器进行了阐述iir数字滤波器的特点，同时对比了IIR滤波器与FIR滤波器的差异，解释了滤波器的工作原理，设计了一种简易的带通数字IIR滤波器。通过设定合理的带变参数，以保证滤波器的稳定性。最后，提供了IIR带通滤波器的设计方案。

关键词：二阶无限脉冲响应滤波器；有限脉冲响应滤波器；二阶无限脉冲响应带通滤波器。

数字IIR滤波器以其优异的幅频响应特性著称，广泛应用于通信、控制、生物医学、振动分析、雷达以及声纳等多个领域。在滤波器的具体实现方式上，数字IIR滤波器主要分为直接型、级联型、并联型和格型等几种基本网络结构。在各种数字IIR滤波器的设计中，级联型滤波器结构因其各级之间相互独立，便于精确确定滤波器的零点和极点，并调整其频率响应特性而备受青睐。此外，由于各级的极点分布较为稀疏，滤波器的性能对系数量化的敏感度较低，这也使得它成为了研究的焦点。本文旨在探讨IIR滤波器的特性及其设计策略，并最终提供了一个IIR带通滤波器的设计案例。

0 IIR数字滤波器的特点

0.1数字滤器的特点

IIR数字滤波器运用的是一种递归式的架构，这种架构中包含有反馈的环路。其运算的架构一般由延时、系数的乘法以及加法等基础运算构成，这些运算可以组合成四种不同的结构形式：直接型、正准型、级联型和并联型，每种结构都含有反馈回路。然而iir数字滤波器的特点，由于在运算过程中需要进行舍入处理，这会导致误差逐渐累积，有时甚至会产生微小的误差。

(1)传递函数中有零点和极点

(2)具有锐截止性

对于具备非线性相位特性的信号，例如音频信号，使用IIR滤波器进行处理是适宜的。

滤波器的实现方式可分为三种类型：直接型、并联型和串联型。这三种结构在噪声敏感度和计算精度方面均存在差异。

1 IIR数字滤波器原理

数字滤波器是一种用于对数字信号进行滤波处理的线性时不变系统。其核心在于一种运算过程，旨在对信号进行运算处理。当输入的数字信号，即数字序列IIR滤波器，经过特定的运算处理后，便转化为输出的数字序列。因此IIR滤波器，数字滤波器本质上是一个执行特定运算的数字计算过程，也可以将其视为一台计算机。阐述离散系统中输出与输入之间关联的卷积以及差分方程，仅为数字信号滤波器设定了运算准则，并指导其依照这些准则对输入信息进行加工。对于时域上离散的系统，其频域特性表现为：，

数字滤波器的输出序列与输入序列的频域特性，亦即频谱特性，指的是单位取样响应的频谱，亦称为数字滤波器的频域响应。当输入序列的频谱经过滤波处理，由此，依据输入信号的频谱特征及处理信号的目标iir数字滤波器的特点，恰当挑选，以确保滤波后的输出满足设计规范，这正是数字滤波器滤波的原理所在。

1.2 FIR 和 IIR 的性能对比