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標題: 用fft對信號作頻譜分析 [打印本頁]
作者: 曼巴貿(mào)易    時間: 2024-11-28 11:36
標題: 用fft對信號作頻譜分析
在Python中，可以使用numpy庫的fft模塊來進行傅立葉變換，并使用matplotlib庫來繪制信號的頻譜圖。以下是一個簡單的示例，演示如何對一個簡單的正弦波信號進行頻譜分析：
  1. import numpy as np
  2. import matplotlib.pyplot as plt

  4. # 定義信號參數(shù)
  5. A = 1.0                  # 振幅
  6. fs = 1000.0              # 采樣頻率
  7. T = 1.0/fs               # 采樣間隔
  8. L = 1000                 # 信號長度
  9. t = np.arange(L) * T     # 時間向量
  10. f = 50.0                 # 信號頻率

  12. # 生成正弦波信號
  13. signal = A * np.sin(2 * np.pi * f * t)

  15. # 計算FFT
  16. fft_signal = np.fft.fft(signal)

  18. # 計算雙邊頻譜（默認情況下，fft給出的是單邊頻譜）
  19. fft_magnitude = np.abs(fft_signal)

  21. # 為了得到正確的頻率軸，我們需要在fft_magnitude的前半部分和后半部分分別乘以兩邊對應(yīng)的頻率
  22. N = len(fft_magnitude)
  23. freqs = np.fft.fftfreq(N, T)

  25. # 繪制頻譜圖
  26. plt.figure()
  27. plt.stem(freqs[:N // 2], fft_magnitude[:N // 2] * 2 / N, 'b', markerfmt=" ", basefmt="-b")
  28. plt.stem(freqs[-N // 2:], fft_magnitude[-N // 2:] * 2 / N, 'r', markerfmt=" ", basefmt="-r")
  29. plt.title('Frequency spectrum of a sine wave')
  30. plt.xlabel('Frequency (Hz)')
  31. plt.ylabel('Magnitude')
  32. plt.grid()
  33. plt.show()
復制代碼


這段代碼首先定義了一個簡單的正弦波信號，然后使用numpy.fft.fft計算信號的快速傅立葉變換(FFT)。接著，計算了FFT的幅度，并使用matplotlib.pyplot.stem繪制了頻譜圖。注意，由于FFT是對信號進行周期性擴展的，因此我們只需要考慮頻率軸的正半軸即可。雙邊頻譜的幅度是單邊頻譜幅度的兩倍，除以FFT點數(shù)的一半可以歸一化到單邊頻率范圍內(nèi)。最后，使用matplotlib.pyplot.show()顯示結(jié)果。

作者: 西湖的水    時間: 2024-12-4 17:07
樓上總結(jié)得真好，我完全贊同。
作者: 這一路鳥語花香    時間: 2024-12-5 17:56
這個解決方案聽起來很有前景。
作者: 我輩當自強    時間: 2025-10-26 12:21
作者對這個話題的研究很全面，讓我收獲頗豐。



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