python - 用 matplotlib specgram 绘图？

Question

我正在尝试使用 matplotlib 绘制信号和信号的频谱图，但是...我仅获得信号的第一个值(样本)的频谱图(例如 30000 中的 60...)。

这是一个很长的文件，这就是为什么我只想绘制前 30000 个样本。

代码如下:

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import pandas as pd

Data=pd.read_csv('MySignal.txt', 
    skiprows=[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19], 
    header=0)
print(Data.head())
DataI=Data['Sig'].tolist()
print(len(Data.index))
DataI=DataI[0:30000]

NFFT = 200     # the length of the windowing segments
Fs = 500  # the sampling rate

# plot signal and spectrogram

t=range(len(DataI))
ax1 = plt.subplot(211)
plt.plot(t, DataI)
plt.subplot(212, sharex=ax1)
Pxx, freqs, bins, im = plt.specgram(DataI, NFFT=NFFT, 
                        Fs=Fs,noverlap=100, cmap=plt.cm.gist_heat)
plt.show() 

我不太了解plt.specgram是如何工作的，所以我不明白问题出在哪里......

非常感谢!

Answer 1

这里是一个快速而肮脏的合成示例，三个音调每个相隔一个 Octave ，效果很好。请阅读采样定理以了解频谱图的概念。实际上最好先学习如何通过使用 FFT 来绘制频谱(频谱图的垂直切片)。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import pandas as pd

time1 = np.arange(0,5,0.0001)
time = np.arange(0,15,0.0001)
data1=np.sin(2*np.pi*300*time1)
data2=np.sin(2*np.pi*600*time1)
data3=np.sin(2*np.pi*900*time1)
data=np.append(data1,data2 )
data=np.append(data,data3)
print len(time)
print len(data)

NFFT = 200     # the length of the windowing segments
Fs = 500  # the sampling rate

# plot signal and spectrogram

ax1 = plt.subplot(211)
plt.plot(time,data)   # for this one has to either undersample or zoom in 
plt.xlim([0,15])
plt.subplot(212 )  # don't share the axis
Pxx, freqs, bins, im = plt.specgram(data, NFFT=NFFT,   Fs=Fs,noverlap=100, cmap=plt.cm.gist_heat)
plt.show() 

顶部的 x 轴以秒为单位。为了清楚起见，我在 5 秒内放大了 300 Hz 到 600 Hz 的过渡。底轴不是秒出来的，这也是我把轴的分享拿出来的原因。这可以修复(细节)。