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Python SciPy signal.cheby2用法及代码示例


本文简要介绍 python 语言中 scipy.signal.cheby2 的用法。

用法:

scipy.signal.cheby2(N, rs, Wn, btype='low', analog=False, output='ba', fs=None)#

Chebyshev II 型数字和模拟滤波器设计。

设计Nth-order 数字或模拟切比雪夫 II 型滤波器并返回滤波器系数。

参数

N int

过滤器的顺序。

rs 浮点数

阻带所需的最小衰减。以分贝为单位指定,为正数。

Wn array_like

给出临界频率的标量或长度为 2 的序列。对于 II 型滤波器,这是过渡带中增益首先达到 -rs 的点。

对于数字滤波器,Wn 的单位与 fs 相同。默认情况下,fs 为 2 half-cycles/sample,因此这些从 0 归一化为 1,其中 1 是奈奎斯特频率。 (因此 Wn 在 half-cycles /样本中。)

对于模拟滤波器,Wn 是角频率(例如,rad/s)。

btype {‘lowpass’, ‘highpass’, ‘bandpass’, ‘bandstop’},可选

过滤器的类型。默认为‘lowpass’。

analog 布尔型,可选

如果为 True,则返回模拟滤波器,否则返回数字滤波器。

output {‘ba’, ‘zpk’, ‘sos’},可选

输出类型:分子/分母 (‘ba’)、pole-zero (‘zpk’) 或二阶部分 (‘sos’)。默认值为 ‘ba’ 以实现向后兼容性,但 ‘sos’ 应用于通用过滤。

fs 浮点数,可选

数字系统的采样频率。

返回

b, a 数组,数组

分子 (b) 和分母 (a) IIR 滤波器的多项式。仅在以下情况下返回output='ba'.

z, p, k ndarray,ndarray,浮点数

IIR 滤波器传递函数的零点、极点和系统增益。仅在 output='zpk' 时返回。

sos ndarray

IIR 滤波器的二阶截面表示。仅在 output='sos' 时返回。

注意

Chebyshev II 型滤波器最大化频率响应的通带和阻带之间的截止率,代价是阻带中的纹波和阶跃响应中的振铃增加。

II 型过滤器的滚降速度不如 I 型 ( cheby1 )。

'sos' 输出参数是在 0.16.0 中添加的。

例子

设计一个模拟滤波器并绘制其频率响应,显示关键点:

>>> from scipy import signal
>>> import matplotlib.pyplot as plt
>>> import numpy as np
>>> b, a = signal.cheby2(4, 40, 100, 'low', analog=True)
>>> w, h = signal.freqs(b, a)
>>> plt.semilogx(w, 20 * np.log10(abs(h)))
>>> plt.title('Chebyshev Type II frequency response (rs=40)')
>>> plt.xlabel('Frequency [radians / second]')
>>> plt.ylabel('Amplitude [dB]')
>>> plt.margins(0, 0.1)
>>> plt.grid(which='both', axis='both')
>>> plt.axvline(100, color='green') # cutoff frequency
>>> plt.axhline(-40, color='green') # rs
>>> plt.show()
scipy-signal-cheby2-1_00_00.png

生成由 10 Hz 和 20 Hz 组成的信号,以 1 kHz 采样

>>> t = np.linspace(0, 1, 1000, False)  # 1 second
>>> sig = np.sin(2*np.pi*10*t) + np.sin(2*np.pi*20*t)
>>> fig, (ax1, ax2) = plt.subplots(2, 1, sharex=True)
>>> ax1.plot(t, sig)
>>> ax1.set_title('10 Hz and 20 Hz sinusoids')
>>> ax1.axis([0, 1, -2, 2])

设计 17 Hz 的数字 high-pass 滤波器以消除 10 Hz 音调,并将其应用于信号。 (过滤时建议使用二阶节格式,避免传递函数(ba)格式出现数值错误):

>>> sos = signal.cheby2(12, 20, 17, 'hp', fs=1000, output='sos')
>>> filtered = signal.sosfilt(sos, sig)
>>> ax2.plot(t, filtered)
>>> ax2.set_title('After 17 Hz high-pass filter')
>>> ax2.axis([0, 1, -2, 2])
>>> ax2.set_xlabel('Time [seconds]')
>>> plt.show()
scipy-signal-cheby2-1_01_00.png

相关用法


注:本文由纯净天空筛选整理自scipy.org大神的英文原创作品 scipy.signal.cheby2。非经特殊声明,原始代码版权归原作者所有,本译文未经允许或授权,请勿转载或复制。