n = 32; (*信号长度*) noise = RandomReal[{-1, 1}, n]; (*随机生成噪声*) signal = Sin[2 Pi Range[0, n - 1]/n] + noise; (*加上正弦信号,Sin[2 Pi Range[0,n-1]/n] 生成了一个振幅为 1、频率为 1/n 的正弦波信号*) dft = Fourier[signal]; cutoff = Round[n/2]; (*截止频率*) filtered = Join[Take[dft, cutoff], ConstantArray[0, n - cutoff]]; (*将高频部分清零*) result = Re[InverseFourier[filtered]]; ListPlot[{signal, result}, PlotRange -> All, PlotStyle -> {Automatic, {Red, Thick}}, Joined -> True]解释一下里面的函数功能

时间: 2023-06-04 11:07:28 浏览: 41
这段代码是用来生成一个包含随机噪声和正弦信号的信号,并对其进行傅里叶变换和低通滤波处理的。具体解释如下: 1. n = 32; (*信号长度*):定义信号长度为 32。 2. noise = RandomReal[{-1, 1}, n]; (*随机生成噪声*):生成长度为 n 的随机噪声。 3. signal = Sin[2 Pi Range[0, n - 1]/n] noise; (*加上正弦信号*):生成一个频率为 1/n、振幅为 1 的正弦信号,并将其和随机噪声相加,得到含有噪声的正弦信号。 4. dft = Fourier[signal];:对含有噪声的正弦信号进行傅里叶变换,得到信号的频域表示。 5. cutoff = Round[n/2]; (*截止频率*):定义截止频率为 n 的一半。 6. filtered = Join[Take[dft, cutoff], ConstantArray[0, n - cutoff]]; (*将高频部分清零*):根据截止频率将信号的高频部分置零,即进行低通滤波处理,得到保留低频部分的信号频域表示。 7. result = Re[InverseFourier[filtered]];:对经过低通滤波处理后的信号频域表示进行傅里叶反变换,得到滤波后的时域表示。 8. ListPlot[{signal, result}, PlotRange -> All, PlotStyle -> {Automatic, {Red, Thick}}, Joined -> True]:将原始信号和滤波后的信号进行可视化,方便对比和分析。其中,PlotRange -> All 表示横纵坐标范围自适应;PlotStyle -> {Automatic, {Red, Thick}} 表示原始信号使用默认颜色,滤波后的信号使用红色加粗线条;Joined -> True 表示将数据点用线段连接。

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优化这段代码import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt import math # 待测信号 freq = 17.77777 # 信号频率 t = np.linspace(0, 0.2, 1001) Omega =2 * np.pi * freq phi = np.pi A=1 x = A * np.sin(Omega * t + phi) # 加入噪声 noise = 0.2 * np.random.randn(len(t)) x_noise = x + noise # 参考信号 ref0_freq = 17.77777 # 参考信号频率 ref0_Omega =2 * np.pi * ref0_freq ref_0 = 2*np.sin(ref0_Omega * t) # 参考信号90°相移信号 ref1_freq = 17.77777 # 参考信号频率 ref1_Omega =2 * np.pi * ref1_freq ref_1 = 2*np.cos(ref1_Omega * t) # 混频信号 signal_0 = x_noise * ref_0 signal_1 = x_noise * ref_1 # 绘图 plt.figure(figsize=(13,4)) plt.subplot(2,3,1) plt.plot(t, x_noise) plt.title('input signal', fontsize=13) plt.subplot(2,3,2) plt.plot(t, ref_0) plt.title('reference signal', fontsize=13) plt.subplot(2,3,3) plt.plot(t, ref_1) plt.title('phase-shifted by 90°', fontsize=13) plt.subplot(2,3,4) plt.plot(t, signal_0) plt.title('mixed signal_1', fontsize=13) plt.subplot(2,3,5) plt.plot(t, signal_1) plt.title('mixed signal_2', fontsize=13) plt.tight_layout() # 计算平均值 X = np.mean(signal_0) Y = np.mean(signal_1) print("X=",X) print("Y=",Y) # 计算振幅和相位 X_square =X**2 Y_square =Y**2 sum_of_squares = X_square + Y_square result = np.sqrt(sum_of_squares) Theta = np.arctan2(Y, X) print("R=", result) print("Theta=", Theta)把输入信号部分整理成函数,输入参数为t_vec,A,phi,noise,锁相测量部分也整理成代码,输入为待测周期信号,以及频率freq,输出为Alpha

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