cupyx.scipy.signal.butter#

cupyx.scipy.signal.butter(N, Wn, btype='low', analog=False, output='ba', fs=None)[source]#

巴特沃斯数字和模拟滤波器设计。

设计N阶数字或模拟巴特沃斯滤波器并返回滤波器系数。

参数:

  • N (int) – 滤波器的阶数。对于 'bandpass' 和 'bandstop' 滤波器，最终二阶节 ('sos') 矩阵的所得阶数为 2*N，其中 N 是所需系统的双二阶节数。

  • Wn (array_like) –

    临界频率。对于低通和高通滤波器，Wn 是一个标量；对于带通和带阻滤波器，Wn 是一个长度为 2 的序列。

    对于巴特沃斯滤波器，这是增益降至通带增益的 1/sqrt(2) 的点（即“-3 dB 点”）。

    对于数字滤波器，如果未指定 fs，则 Wn 的单位从 0 归一化到 1，其中 1 是奈奎斯特频率（因此 Wn 的单位是半周期/采样点，定义为 2 * 临界频率 / fs）。如果指定了 fs，则 Wn 的单位与 fs 相同。

    对于模拟滤波器，Wn 是角频率（例如 rad/s）。

  • btype ({'lowpass', 'highpass', 'bandpass', 'bandstop'}, 可选) – 滤波器类型。默认为 'lowpass'。

  • analog (bool, 可选) – 为 True 时，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')，极点-零点 ('zpk')，或二阶节 ('sos')。为了向后兼容，默认为 'ba'，但对于通用滤波，应使用 'sos'。

  • fs (float, 可选) – 数字系统的采样频率。

返回:

  • b, a (ndarray, ndarray) – IIR 滤波器的分子 (b) 和分母 (a) 多项式。仅在 output='ba' 时返回。

  • z, p, k (ndarray, ndarray, float) – 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 滤波器的二阶节表示。仅在 output='sos' 时返回。

另请参阅

buttord, buttap, iirfilter, scipy.signal.butter

注意事项

巴特沃斯滤波器在通带内具有最大平坦的频率响应。

如果请求传递函数形式 [b, a]，可能会出现数值问题，因为根和多项式系数之间的转换是数值敏感的操作，即使对于 N >= 4 也是如此。建议使用 SOS 表示。

警告

以 TF 形式设计高阶窄带 IIR 滤波器可能会由于浮点数值精度问题导致滤波不稳定或不正确。请考虑检查输出滤波器的特性 freqz 或通过 output='sos' 使用二阶节设计滤波器。