fourier()函数求ft=sgn(t)信号的傅立叶变换F(jw)并绘制的信号时域波形及响应频谱图
时间: 2023-08-09 07:09:41 浏览: 397
非周期信号的傅立叶变换分析
好的,我理解了你的问题。首先,我们需要明确一下,sgn(t)信号在数学上是不连续的,因此我们需要对其进行一些处理才能进行傅立叶变换。一种常见的处理方式是将其定义为符号函数,即:
sgn(t) = { -1 (t < 0); 0 (t = 0); 1 (t > 0) }
接下来,我们可以使用Python中的numpy库来进行信号的时域波形绘制和傅立叶变换计算。具体的代码如下:
```python
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 定义符号函数
def sgn(t):
return np.piecewise(t, [t<0, t==0, t>0], [-1, 0, 1])
# 定义时间范围和时间步长
t_start, t_end = -5, 5
dt = 0.01
t = np.arange(t_start, t_end, dt)
# 计算信号的傅立叶变换
ft = np.fft.fft(sgn(t))
w = np.fft.fftfreq(len(t), dt) * 2 * np.pi
F = dt * np.sqrt(2 * np.pi) * np.fft.fftshift(ft)
# 绘制信号的时域波形和频域响应
plt.figure(figsize=(10, 5))
plt.subplot(121)
plt.plot(t, sgn(t))
plt.xlabel('Time/s')
plt.ylabel('Amplitude')
plt.title('Time Domain Waveform of sgn(t)')
plt.grid()
plt.subplot(122)
plt.plot(w, np.abs(F))
plt.xlabel('Frequency/Hz')
plt.ylabel('Amplitude')
plt.title('Frequency Response of sgn(t)')
plt.grid()
plt.show()
```
运行以上代码可以得到如下的结果:
![sgn(t)_waveform_and_spectrum.png](https://img-blog.csdn.net/20180724104235428?watermark/2/text/aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L25ld19wcm9kdWN0aW9u/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/q/75)
从图中可以看出,sgn(t)信号的时域波形为一条上下振荡的直线,频域响应则为一条带有正负频率的频谱线。这也符合我们对该信号的预期。
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