模拟与数字版本的Butterworth Filter在Scipy中

Question

我有一个关于 SciPy 中巴特沃斯滤波器的模拟和数字版本的问题。我尝试了两件事来获得数字巴特沃斯滤波器：

• 通过scipy.signal.butter 与 analog=True，然后使用scipy.signal.bilinear 将其转换为数字滤波器。
• 使用 analog=False 直接从函数 scipy.signal.butter 获取。

我从这两种方法中得到了不同的结果。我应该期望这两种方法得到相同的结果吗？我的代码：

from scipy import signal

b1, a1 = signal.butter(1, 1, 'high', analog=True)
print("analog filter: ", [b1, a1])

fs = 100

b2, a2 = signal.bilinear(b1, a1, fs)
print("digital filter from bilinear transformation of analog filter: ", [b2, a2])


b, a = signal.butter(1, 1*2/fs, 'high', analog=False)
print("digital filter: ", [b, a])

输出：

analog filter:  [array([1., 0.]), array([1., 1.])]
digital filter from bilinear transformation of analog filter:  [array([ 0.99502488, -0.99502488]), array([ 1.        , -0.99004975])]
digital filter:  [array([ 0.96953125, -0.96953125]), array([ 1.        , -0.93906251])]

Answer 1

我只是通过阅读有关数字过滤器的一些材料有关数字过滤器的注释

双线性转换模拟滤波器和数字滤波器之间都可以在我们之间建立非线性关系模拟频率和数字频率，如材料中所引入的。

因此，如果需要数字过滤器，请直接从scipy.signal.butter.butter.butter.butter.butter.butter.butter.butter更好。