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Forum: Digitale Signalverarbeitung / DSP Nichtlineare Phasenverzerrung bei IIR Filter für Audio


Autor: Hans-Werner (Gast)
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Liebe DSP Experten,

IIR haben eine nichtlineare Phasenverzerrung. Wie wirkt sich diese im 
Audiobereich z.B. bis maximal 20.000 Hz aus ? Kann man für diesen 
Frequenzbereich die nichtlineare Verzerrung tolerieren oder macht sich 
diese akustisch stark bemerkbar ?
Wann werden überhaupt IIR Filter für welche Anwendungen bzw. für welchen 
Zweck verwendet ? IIR Filter benötigen weniger Koeffzienten, Addierer, 
Multiplizierer. Gegenüber FIR Filtern ist jedoch zumeist eine grössere 
Bitbreite erforderlich (Experimente meinerseits mit dem FDATool von 
MATLAB).
Ist die Verwendung von FIR oder IIR Filtern abhängig von der 
Implementierung (CPU, DSP, FPGA) ?
Bis jetzt habe ich noch keine konkrete Aussage gefunden für welche 
Anwendungen man IIR Filter verwenden bzw. bevorzugen sollte.
Hier im Forum habe ich auch den Hinweis gefunden das man den 
nichtlinearen Phasengang von IIR Filtern beispielsweise mit einem Allpaß 
korrigieren könnte. Ergeben sich dann noch Vorteile von IIR Filtern 
gegenüber FIR Filtern wenn man eine solche nachträgliche Korrektur 
durchführt ?

Autor: Andreas Schwarz (andreas) (Admin) Benutzerseite Flattr this
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Hans-Werner wrote:
> IIR haben eine nichtlineare Phasenverzerrung. Wie wirkt sich diese im
> Audiobereich z.B. bis maximal 20.000 Hz aus ? Kann man für diesen
> Frequenzbereich die nichtlineare Verzerrung tolerieren oder macht sich
> diese akustisch stark bemerkbar ?

Audio ist ein gutes Beispiel für die Anwendung von IIR-Filtern (z.B. in 
Biquad-Struktur für EQ). Die nichtlineare Phase ist nicht hörbar 
(solange die Gruppenlaufzeiten nicht extrem werden), und alles was 
zwischen DAC und Ohr kommt hat sowieso einen sehr krummen Phasenverlauf.

> Ist die Verwendung von FIR oder IIR Filtern abhängig von der
> Implementierung (CPU, DSP, FPGA) ?

Unter Umständen. Um Probleme mit IIR-Filtern zu vermeiden (Grenzzyklen) 
braucht man bestimmtes Rundungs- und Überlaufverhalten, was DSPs oft 
nebenbei machen können, während man bei normalen Prozessoren zusätzliche 
Befehle braucht. Und wie du schon geschrieben hast, man braucht eine 
größere Wortbreite.

> Ergeben sich dann noch Vorteile von IIR Filtern
> gegenüber FIR Filtern wenn man eine solche nachträgliche Korrektur
> durchführt ?

Das hängt wohl davon ab wie linear man den Phasengang haben will, 
denke nicht dass man das allgemein sagen kann.

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