今天小编就为大家分享一篇python生成任意频率正弦波方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧

如下所示:

def signal_xHz(A, fi, time_s, sample):

return A * np.sin(np.linspace(0, fi * time_s * 2 * np.pi , sample* time_s))

A:为信号幅值

fi:为信号频率

time_s:为时间长度(s)

sample:为信号采样频率

补充拓展:Python FFT合成波形实例

使用Python numpy模块带的FFT函数合成矩形波和方波,增加对离散傅里叶变换的理解。

导入模块

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
分别是产生一个周期的方波和三角波程序

# 产生size点取样的三角波,其周期为1
def triangle_wave(size):
  x = np.arange(0, 1, 1.0/size)
  y = np.where(x<0.5, x, 0)
  y = np.where(x>=0.5, 1-x, y)
  return x, y
 
def square_wave(size):
  x = np.arange(0, 1, 1.0/size)
  y = np.where(x<0.5, 1.0, 0)
  return x, y

其中np.where函数第二个值是if,第三个是else

下面程序可以计算对应的频谱,采样点数取为2的n次幂是为了便于FFT计算

fft_size = 256
 
# 计算三角波和其FFT
x, y = triangle_wave(fft_size)
fy = np.fft.fft(y) / fft_size

下面对计算的频谱进行可视化,频率对应的强度使用工程上常用的分贝dp来表示

# 绘制三角波的FFT的前20项的振幅,由于不含下标为偶数的值均为0, 因此取
# log之后无穷小,无法绘图,用np.clip函数设置数组值的上下限,保证绘图正确
plt.figure()
plt.plot(np.clip(20*np.log10(np.abs(fy[:20])), -120, 120), "o")
plt.xlabel("frequency bin")
plt.ylabel("power(dB)")
plt.title("FFT result of triangle wave")

下面用正弦和余弦函数合成信号

# 取FFT计算的结果freqs中的前n项进行合成,返回合成结果,计算loops个周期的波形
def fft_combine(freqs, n, loops=1):
  length = len(freqs) * loops
  data = np.zeros(length)
  index = loops * np.arange(0, length, 1.0) / length * (2 * np.pi)
  for k, p in enumerate(freqs[:n]):
    if k != 0: p *= 2 # 除去直流成分之外,其余的系数都*2
    data += np.real(p) * np.cos(k*index) # 余弦成分的系数为实数部
    data -= np.imag(p) * np.sin(k*index) # 正弦成分的系数为负的虚数部
  return index, data

其中index代表频谱空间的采样点

画出合成信号,x坐标使用默认的整数表示即可

# 绘制原始的三角波和用正弦波逐级合成的结果,使用取样点为x轴坐标
plt.figure()
plt.plot(y, label="original triangle", linewidth=2)
for i in [0,1,3,5,7,9]:
  index, data = fft_combine(fy, i+1, 2) # 计算两个周期的合成波形
  plt.plot(data, label = "N=%s" % i)
plt.legend()
plt.title("partial Fourier series of triangle wave")
plt.show()

以上这篇python生成任意频率正弦波方式就是小编分享给大家的全部内容了,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持爱安网。

最新资讯
RNA疫苗如何在新冠疫情中弯道超车?

RNA疫苗如何在新冠疫

这项技术有望彻底改变艾滋病、疟疾、流感等疾病的免疫
“解救鼹鼠”历时一年半宣告失败,NASA洞察号遗憾放弃打洞

“解救鼹鼠”历时一年

就在前几天(2021年1月14日),挣扎已久的NASA终于选择躺平,
刚更新8.0版的微信 都10岁了……

刚更新8.0版的微信 都

2021年1月21日,微信发布了8.0版本的更新。能在屏幕上制
阿里系和头条系在新加坡租赁新办公室:扩大业务规模

阿里系和头条系在新加

据报道,尽管疫情引发经济衰退和居家办公盛行,导致办公楼
鸟类靠地磁场导航,竟然用到了量子力学?

鸟类靠地磁场导航,竟然

鬼魅的量子与生物的行为之间都能产生联系,足以让我们怀
中国首颗太阳探测卫星拟2022年发射

中国首颗太阳探测卫星

我国第一颗综合性太阳探测卫星——先进天基太阳天文台
最新文章
在pycharm中为项目导入anacodna环境的操作方法

在pycharm中为项目导

这篇文章主要介绍了在pycharm中为项目导入anacodna环
tensorflow的ckpt及pb模型持久化方式及转化详解

tensorflow的ckpt及pb

今天小编就为大家分享一篇tensorflow的ckpt及pb模型持
PyTorch笔记之scatter()函数的使用

PyTorch笔记之scatter

这篇文章主要介绍了PyTorch笔记之scatter()函数的使用
python3实现网页版raspberry pi(树莓派)小车控制

python3实现网页版ras

这篇文章主要为大家详细介绍了python3实现网页版raspb
完美解决pycharm导入自己写的py文件爆红问题

完美解决pycharm导入

今天小编就为大家分享一篇完美解决pycharm导入自己写
pycharm内无法import已安装的模块问题解决

pycharm内无法import

今天小编就为大家分享一篇pycharm内无法import已安装