使用 scipy.fftpack 绘制的 fft 图中出现恒定线

Question

当我使用 scipy.fftpack 对信号计算 FFT 并随后绘制它时，我得到一条恒定的水平线（以及我的数据上的一条垂直线）任何人都可以解释为什么会出现这些线，并且可能提出一个解决方案来绘制频谱而无需线条？

让我们看一个简单的信号。频率为 12 赫兹的正弦波。在此示例中，您可以看到大约 处的水平线y = 2.1。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import scipy.fftpack

# test signal
omega = 2 * np.pi * 12
t = np.linspace(-15, 15, 1000)
ampl = np.sin(omega * t)

# compute fft, fft frequences
fft  = abs(scipy.fft(amp))
freq = scipy.fftpack.fftfreq(fft.size, t[1] - t[0])

# plot
plt.plot(freq, fft)

这是我的实验信号的 FFT 图（放大）。您可以看到水平线 ( y =~ 0.0015) 和垂直线 ( 在x = 0)。

根据这些行，我在数组中找不到任何数据。为什么会出现这些线条？

Answer 1

你是对的，这条线连接了第一个和最后一个数据。正如@SleuthEye 之前所解释的，标准fft函数更喜欢首先绘制正频率，然后绘制负频率。

通过添加第三行和第四行就可以很容易地解决这个问题，如下

fftData = np.fft.fft(data)
freq = np.fft.fftfreq(lenData, 1/fSamp)
fftData = np.fft.fftshift(fftData)
freq = np.fft.fftshift(freq)