Bộ lọc là những thành phần thiết yếu trong kỹ thuật thông tin liên lạc, được dùng để sửa đổi tín hiệu bằng cách cho phép một số tần số nào đó đi qua trong khi chặn các cửa sổ khác. SciPy, một thư viện Python, cung cấp công cụ để thiết kế và phân tích các loại lọc khác nhau một cách hiệu quả. Bài này đưa ra những ví dụ thiết thực về việc thiết kế bộ lọc bằng SciPy, tập trung vào ứng dụng trong hệ thống liên lạc.

Thiết kế bộ lọc chạy thấp

Bộ lọc nhập thấp cho phép tín hiệu với tần số dưới điểm cắt giảm trong khi tăng cường tần số cao hơn. Dùng SciPy, bạn có thể thiết kế bộ lọc như thế với chức năng [FLT: 0], tạo bộ lọc hạt nhân được biết đến với tần số phẳng.

Ví dụ mã để thiết kế một bộ lọc Bterworth thấp:

Một khi được thiết kế, bộ lọc có thể được áp dụng cho các tín hiệu dùng .

Thiết kế bộ lọc băng thông

Bộ lọc băng thông cho phép tín hiệu trong phạm vi tần số cụ thể đi qua trong khi chặn tần số bên ngoài phạm vi đó. Chức năng của SciPT cũng có thể được dùng để tạo bộ lọc này.

Mã mẫu cho bộ lọc Biểu tượng băng qua đường:

Phân tích và hiển thị lọc

SciPy cung cấp công cụ để phân tích các tính năng lọc, chẳng hạn như phản ứng tần số. Hàm tính toán phản ứng tần số, mà có thể được hình dung bằng Matpelb.

Mã ví dụ để vẽ các phản ứng tần số:

Plot cho thấy cách bộ lọc ảnh hưởng đến tần số khác nhau, hỗ trợ trong thiết kế xác thực.