python - 如何使用 scipy.signal.spectrogram 找到正确的幅度

Question

我尝试使用 scipy.signal.spectogram 创建幅度谱图。不幸的是我没有让它工作。

我的测试信号应该是一个频率为 400 赫兹、幅度为 1 的正弦波。频谱图幅度的结果似乎是 0.5 而不是 1.0。我不知道可能是什么问题。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from scipy import signal

# 2s time range with 44kHz
t = np.arange(0, 2, 1/44000)

# test signal: sine with 400Hz amplitude 1
x = np.sin(t*2*np.pi*440)

# spectogram for spectrum of magnitudes
f, t, Sxx = signal.spectrogram(x,
                               44000,
                               "hanning",
                               nperseg=1000,
                               noverlap=0,
                               scaling="spectrum",
                               return_onesided=True,
                               mode="magnitude"
                              )

# plot last frequency plot
plt.plot(f, Sxx[:,-1])
print("highest magnitude is: %f" %np.max(Sxx))

Answer 1

严格实时域信号在频域中是共轭对称的。例如将出现在复杂结果 FFT 的正半部分和负半部分(或上半部分)。

因此，您需要将 FFT 结果的两个“一半”加在一起以获得总能量(Parseval 定理)。或者只是将一侧加倍，因为复共轭具有相等的大小。