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scipy.signal.

iirfilter#

scipy.signal.iirfilter(N, Wn, rp=None, rs=None, btype='band', analog=False, ftype='butter', output='ba', fs=None)[原始碼]#

給定階數和臨界點的 IIR 數位和類比濾波器設計。

設計 N 階數位或類比濾波器，並傳回濾波器係數。

參數:
Nint

濾波器的階數。

Wnarray_like

純量或長度為 2 的序列，給定臨界頻率。

對於數位濾波器，Wn 的單位與 fs 相同。預設情況下，fs 為 2 半週期/樣本，因此這些值已標準化為 0 到 1，其中 1 為奈奎斯特頻率。（Wn 的單位因此為半週期/樣本。）

對於類比濾波器，Wn 為角頻率（例如，rad/s）。

當 Wn 是長度為 2 的序列時，Wn[0] 必須小於 Wn[1]。

rpfloat, optional

對於 Chebyshev 和橢圓濾波器，提供通帶中的最大漣波。（分貝）

rsfloat, optional

對於 Chebyshev 和橢圓濾波器，提供阻帶中的最小衰減。（分貝）

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

濾波器的類型。預設值為 ‘bandpass’。

analogbool, optional

為 True 時，傳回類比濾波器，否則傳回數位濾波器。

ftypestr, optional

要設計的 IIR 濾波器類型

  • Butterworth : ‘butter’

  • Chebyshev I : ‘cheby1’

  • Chebyshev II : ‘cheby2’

  • Cauer/elliptic: ‘ellip’

  • Bessel/Thomson: ‘bessel’

output{‘ba’, ‘zpk’, ‘sos’}, optional

輸出的濾波器形式

  • 二階區段（建議）：‘sos’

  • 分子/分母（預設）：‘ba’

  • 極點-零點：‘zpk’

一般而言，建議使用二階區段（‘sos’）形式，因為推斷分子/分母形式（‘ba’）的係數會受到數值不穩定性的影響。 由於向後相容性的原因，預設形式是分子/分母形式（‘ba’），其中 ‘ba’ 中的 ‘b’ 和 ‘a’ 指的是常用的係數名稱。

注意：使用二階區段形式（‘sos’）有時會產生額外的計算成本：因此，對於數據密集型用例，也建議研究分子/分母形式（‘ba’）。

fsfloat, optional

數位系統的取樣頻率。

在 1.2.0 版本中新增。

傳回值:
b, andarray, ndarray

IIR 濾波器的分子 (b) 和分母 (a) 多項式。僅在 output='ba' 時傳回。

z, p, kndarray, ndarray, float

IIR 濾波器傳遞函數的零點、極點和系統增益。僅在 output='zpk' 時傳回。

sosndarray

IIR 濾波器的二階區段表示法。僅在 output='sos' 時傳回。

另請參閱

butter

使用階數和臨界點的濾波器設計

cheby1, cheby2, ellip, bessel
buttord

從通帶和阻帶規格尋找階數和臨界點

cheb1ord, cheb2ord, ellipord
iirdesign

使用通帶和阻帶規格的一般濾波器設計

筆記

'sos' 輸出參數是在 0.16.0 版本中新增的。

範例

產生一個從 50 Hz 到 200 Hz 的 17 階 Chebyshev II 類比帶通濾波器，並繪製頻率響應

>>> import numpy as np
>>> from scipy import signal
>>> import matplotlib.pyplot as plt

>>> b, a = signal.iirfilter(17, [2*np.pi*50, 2*np.pi*200], rs=60,
...                         btype='band', analog=True, ftype='cheby2')
>>> w, h = signal.freqs(b, a, 1000)
>>> fig = plt.figure()
>>> ax = fig.add_subplot(1, 1, 1)
>>> ax.semilogx(w / (2*np.pi), 20 * np.log10(np.maximum(abs(h), 1e-5)))
>>> ax.set_title('Chebyshev Type II bandpass frequency response')
>>> ax.set_xlabel('Frequency [Hz]')
>>> ax.set_ylabel('Amplitude [dB]')
>>> ax.axis((10, 1000, -100, 10))
>>> ax.grid(which='both', axis='both')
>>> plt.show()
../../_images/scipy-signal-iirfilter-1_00_00.png

在取樣率為 2000 Hz 的系統中，建立具有相同屬性的數位濾波器，並繪製頻率響應。（需要二階區段實作以確保此階數濾波器的穩定性）

>>> sos = signal.iirfilter(17, [50, 200], rs=60, btype='band',
...                        analog=False, ftype='cheby2', fs=2000,
...                        output='sos')
>>> w, h = signal.freqz_sos(sos, 2000, fs=2000)
>>> fig = plt.figure()
>>> ax = fig.add_subplot(1, 1, 1)
>>> ax.semilogx(w, 20 * np.log10(np.maximum(abs(h), 1e-5)))
>>> ax.set_title('Chebyshev Type II bandpass frequency response')
>>> ax.set_xlabel('Frequency [Hz]')
>>> ax.set_ylabel('Amplitude [dB]')
>>> ax.axis((10, 1000, -100, 10))
>>> ax.grid(which='both', axis='both')
>>> plt.show()
../../_images/scipy-signal-iirfilter-1_01_00.png
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