幅度偏移的时间信号，使用scipy.signal进行FIR滤波

Question

我正在用Python实现一个带通滤波器，使用的是scipy.signal库里的firwin函数。我的原始信号包含两个频率（w_1=600Hz，w_2=800Hz）。可能还有很多其他频率，所以我需要一个带通滤波器。

在这种情况下，我想过滤掉600Hz附近的频率，所以我设定了600Hz上下各20Hz作为截止频率。当我实现这个滤波器，并用lfilter函数在时间域中重现信号时，频率是正常的。

幅度也被正确地重现了。但是问题是信号在y轴上发生了偏移。举个例子：s(t)=s_1(t)+s_2(t)，其中s_1(t)=sin(w_1 t)+3和s_2(t)=sin(w_2 t)，返回的滤波信号在0附近波动，而不是在[2,4]之间。

Answer 1

你可能想看看这个文档：http://docs.scipy.org/doc/scipy/reference/generated/scipy.signal.firwin.html

注意一下参数 pass_zero。

具体来说，缺少的 3.0 是指 0 频率的部分，也就是非周期的“直流”偏移。你不应该从输出信号中得到这个 3.0。不过，如果你坚持的话，可以试试：

scipy.signal.firwin(numtaps, [1,600-20,600+20,800-20,800+20,nyquist], pass_zero=True)

不过我不确定这样做是否有效。

Answer 2

最后，我调整了一个滤波器来获取零频率，另外又用了一个带通滤波器来获取600赫兹的频率。对于零频率，passzero必须设为真，这样它才能正常工作。虽然我对相位延迟还不太满意，但我正在努力改进。

1) 600赫兹的带通滤波器：

taps_bp = bandpass_fir(ntaps, lowcut, highcut, fs)

带通滤波器的函数

def bp_fir(ntaps, lowcut, highcut, fs, window = 'hamming') taps = scipy.signal.firwin(ntaps,[lowcut, highcut],nyq, pass_zero=False) return taps

2) 零频率滤波器

taps_zerofrequency = zero_fir(ntaps, zerofreq=1, fs)

零频率滤波器的函数

def zero_fir(ntaps, zerofreq, fs, window = 'hamming') taps = scipy.signal.firwin(ntaps,[zerofreq],nyq, pass_zero=True) return taps