优化这段python代码import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt %config InlineBackend.figure_format='retina' # 输入信号 def inputVoltageSignal_func(t_vec, A, phi, noise, freq): Omega = 2*np.pi*freq return A*np.sin(Omega*t_vec + phi) + noise * (2*np.random.random(t_vec.size)-1) # 锁相测量部分 def LockinMeasurement_func(inputVoltageSignal, t_vec, ref_freq): # 生成参考信号 sin_ref = 2*np.sin(2 * np.pi * ref_freq * t_vec) cos_ref = 2*np.cos(2 * np.pi * ref_freq * t_vec) # 混频信号 signal_0 = inputVoltageSignal * sin_ref signal_1 = inputVoltageSignal * cos_ref # 低通滤波 X = np.mean(signal_0) Y = np.mean(signal_1) # 计算振幅和相位 A = np.sqrt(X**2 + Y**2) phi = np.arctan2(Y, X) return A, phi # 振幅和相位 A = 1 phi = 0 # 参考频率 ref_freq = 17.77777 # 加入噪声 noise = 0.1 #可通过调节参数控制噪声大小 # 时间 t_vec = np.linspace(0, 0.2, 1001) # 生成原始信号 Vin_vec = inputVoltageSignal_func(t_vec, A, phi, noise, freq=ref_freq) # 锁相测量 A, phi = LockinMeasurement_func(Vin_vec, t_vec, ref_freq) print('Result: A=%.3f, phi=%.3f'%(A,phi)),使freq从1增加到1000,最后画出两张图,一张是输出信号幅值A与频率freq的关系,第二张是输出信号相位phi与频率freq的关系
时间: 2024-04-16 17:24:12 浏览: 139
可以通过使用循环来逐步增加频率,并记录每个频率下的幅值和相位。然后,使用 matplotlib 库绘制出幅值与频率和相位与频率的关系图。以下是修改后的代码:
```python
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
%config InlineBackend.figure_format='retina'
# 输入信号
def inputVoltageSignal_func(t_vec, A, phi, noise, freq):
Omega = 2*np.pi*freq
return A*np.sin(Omega*t_vec + phi) + noise * (2*np.random.random(t_vec.size)-1)
# 锁相测量部分
def LockinMeasurement_func(inputVoltageSignal, t_vec, ref_freq):
# 生成参考信号
sin_ref = 2*np.sin(2 * np.pi * ref_freq * t_vec)
cos_ref = 2*np.cos(2 * np.pi * ref_freq * t_vec)
# 混频信号
signal_0 = inputVoltageSignal * sin_ref
signal_1 = inputVoltageSignal * cos_ref
# 低通滤波
X = np.mean(signal_0)
Y = np.mean(signal_1)
# 计算振幅和相位
A = np.sqrt(X**2 + Y**2)
phi = np.arctan2(Y, X)
return A, phi
# 设置参数
A = 1
phi = 0
noise = 0.1
t_vec = np.linspace(0, 0.2, 1001)
# 初始化列表来保存幅值和相位数据
amplitude_list = []
phase_list = []
freq_list = np.arange(1, 1001)
# 循环计算不同频率下的幅值和相位
for freq in freq_list:
# 生成原始信号
Vin_vec = inputVoltageSignal_func(t_vec, A, phi, noise, freq=freq)
# 锁相测量
A, phi = LockinMeasurement_func(Vin_vec, t_vec, ref_freq=freq)
# 保存幅值和相位数据
amplitude_list.append(A)
phase_list.append(phi)
# 绘制幅值与频率的关系图
plt.figure(figsize=(10, 6))
plt.plot(freq_list, amplitude_list)
plt.xlabel('Frequency (Hz)')
plt.ylabel('Amplitude')
plt.title('Amplitude vs Frequency')
plt.grid(True)
plt.show()
# 绘制相位与频率的关系图
plt.figure(figsize=(10, 6))
plt.plot(freq_list, phase_list)
plt.xlabel('Frequency (Hz)')
plt.ylabel('Phase')
plt.title('Phase vs Frequency')
plt.grid(True)
plt.show()
```
这段代码将对频率从1到1000进行循环,计算每个频率下的幅值和相位,并将结果绘制为两张图。第一张图显示了输出信号的幅值与频率的关系,第二张图显示了输出信号的相位与频率的关系。
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