python实现周期方波信号频谱图

yipeiwu_com6年前Python基础

在学习傅里叶变换的时候遇到了求周期方波信号频谱图的例子,在书上和网上查阅了一些资料,发现大都是讨论的都是下图左边的周期信号的频谱,课程老师的PPT中也只列出了另一种周期信号频谱图的结论,没有在进行傅里叶变换,自己便根据定义推导了一遍,贴在这里作记录和分享之用。

关于傅立叶级数展开的另一讨论在我的另一篇文章/post/144194.htm

2016年11月21号更新

在第二个周期方波信号的傅里叶变换里,注意是

转换为sin函数下为

之前写错了,今天更正。

对于这两种方波信号,我们也可以编程验证一下,就是用正弦函数去逼近方波信号,Python的实现代码如下:

# 分析傅里叶级数分解之后cos和sin的和项的图像输出

from numpy import mgrid,sin,cos,array,pi
from matplotlib.pyplot import plot,show,title,legend,xlabel,ylabel

x = mgrid[0:10:0.02] # 这里类似于MATLAB用冒号产生步长为0.02的序列,但是语法和MATLAB不同



# 下面的这段循环实现y=sin(x)+sin(3x)+...+sin(19x)

def cos_square():
  y1 = 0;
  for i in range(0,20,1):
    b = (-1)**(i)*cos((2*i+1)*x)/(2*i+1)
    y1=b+y1    # 这种求和的方法是从C语言移植过来的
  plot(x,y1,'orange',linewidth=0.6)
  title('cos_square')
  xlabel('Time')
  ylabel('Amplitude')
  show()

def sin_square():
  y2 = 0
  for i in range(0,20,1):
    b = sin((2*i+1)*x)/(2*i+1)
    y2=b+y2    # 这种求和的方法是从C语言移植过来的
  plot(x,y2,'g',linewidth=0.6)
  title('sin_square')
  xlabel('Time')
  ylabel('Amplitude')
  show()

cos_square() 

sin_square()

输出结果如下:

由结果可以看两种不同的方波级数展开是正确的

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持【听图阁-专注于Python设计】。

相关文章

pandas DataFrame索引行列的实现

python版本: 3.6 pandas版本: 0.23.4 行索引 索引行有三种方法,分别是 loc iloc ix import pandas as pd impo...

关于Python 3中print函数的换行详解

关于Python 3中print函数的换行详解

前言 因为工作的需要,最近看了看Python的应用,从入门级的九九乘法表开始,结果发现Python3.x和Python2.x真的是有太大的不同之处,就比如这里的换行处理,怕忘记先记下来,...

Python数据结构与算法之链表定义与用法实例详解【单链表、循环链表】

本文实例讲述了Python数据结构与算法之链表定义与用法。分享给大家供大家参考,具体如下: 本文将为大家讲解: (1)从链表节点的定义开始,以类的方式,面向对象的思想进行链表的设计 (2...

pycharm 使用心得(七)一些实用功能介绍

pycharm 使用心得(七)一些实用功能介绍

实时比较 PyCharm 对一个文件里你做的改动保持实时的跟踪,通过在编辑器的左侧栏显示一个蓝色的标记。这一点非常方便,我之前一直是在Eclipse里面用命令“Compare again...

Python中一些深不见底的“坑”

Python是一门清晰简洁的语言,如果你对一些细节不了解的话,就会掉入到那些深不见底的“坑”里,下面,我就来总结一些Python里常见的坑。 列表创建和引用 嵌套列表的创建 使用*号...