scipy 你能通过傅里叶变换计算出原始信号的振幅/功率吗?

ugmeyewa  于 2022-11-10  发布在  其他
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在使用scipy.fftpack.fft()对一些样本进行离散傅立叶变换并绘制这些样本的幅度之后,我注意到它并不等于原始信号的幅度。这两者之间是否存在关系?
有没有一种方法可以在不进行逆变换的情况下,从傅立叶系数计算原始信号的幅度?
这是一个振幅为7.0、fft振幅为3.5的正弦波示例

from numpy import sin, linspace, pi
from pylab import plot, show, title, xlabel, ylabel, subplot
from scipy import fft, arange

def plotSpectrum(y,Fs):
 """
 Plots a Single-Sided Amplitude Spectrum of y(t)
 """
 n = len(y) # length of the signal
 k = arange(n)
 T = n/Fs
 frq = k/T # two sides frequency range
 frq = frq[range(n/2)] # one side frequency range

 Y = fft(y)/n # fft computing and normalization
 Y = Y[range(n/2)]

 plot(frq,abs(Y),'r') # plotting the spectrum
 xlabel('Freq (Hz)')
 ylabel('|Y(freq)|')

Fs = 150.0;  # sampling rate
Ts = 1.0/Fs; # sampling interval
t = arange(0,1,Ts) # time vector

ff = 5;   # frequency of the signal
y = 7.0 * sin(2*pi*ff*t)

subplot(2,1,1)
plot(t,y)
xlabel('Time')
ylabel('Amplitude')
subplot(2,1,2)
plotSpectrum(y,Fs)
show()
5jdjgkvh

5jdjgkvh1#

是的,Parseval's Theorem告诉我们,频域中的总功率等于时域中的总功率。
您可能看到的是前向FFT中的缩放因子的结果。缩放因子的大小是一个约定,但最常见的是N的因子,其中N是数据点的数量。不过,它也可以等于1或sqrt(N)。请查看FFT文档了解这一点。
另请注意,如果仅从一半频域仓中获取功率(通常在时域信号为纯真实的且频域中具有复共轭对称性时进行),则需要考虑因子2。

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