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show () Cas extrême où f=Fe ¶ import numpy as np Te = 1 / 2 # Période d'échantillonnage en seconde t_echantillons = np. linspace ( 0, Durée, N) # Temps des échantillons plt. scatter ( t_echantillons, x ( t_echantillons), color = 'orange', label = "Signal échantillonné") plt. title ( r "Échantillonnage d'un signal $x(t$) à $Fe=2\times f$") Calcul de la transformée de Fourier ¶ # Création du signal import numpy as np f = 1 # Fréquence du signal A = 1 # Amplitude du signal return A * np. pi * f * t) Durée = 3 # Durée du signal en secondes Te = 0. 01 # Période d'échantillonnage en seconde x_e = x ( te) plt. scatter ( te, x_e, label = "Signal échantillonné") plt. title ( r "Signal échantillonné") from import fft, fftfreq # Calcul FFT X = fft ( x_e) # Transformée de fourier freq = fftfreq ( x_e. size, d = Te) # Fréquences de la transformée de Fourier plt. subplot ( 2, 1, 1) plt. plot ( freq, X. real, label = "Partie réel") plt. imag, label = "Partie imaginaire") plt. Transformation de Fourier — Cours Python. xlabel ( r "Fréquence (Hz)") plt.
linspace ( tmin, tmax, 2 * nc) x = np. exp ( - alpha * t ** 2) plt. subplot ( 411) plt. plot ( t, x) # on effectue un ifftshift pour positionner le temps zero comme premier element plt. subplot ( 412) a = np. ifftshift ( x) # on effectue un fftshift pour positionner la frequence zero au centre X = dt * np. fftshift ( A) # calcul des frequences avec fftfreq n = t. size f = np. fftshift ( freq) # comparaison avec la solution exacte plt. subplot ( 413) plt. Transformée de fourier python programming. plot ( f, np. real ( X), label = "fft") plt. sqrt ( np. pi / alpha) * np. exp ( - ( np. pi * f) ** 2 / alpha), label = "exact") plt. subplot ( 414) plt. imag ( X)) Pour vérifier notre calcul, nous avons utilisé une transformée de Fourier connue. En effet, pour la définition utilisée, la transformée de Fourier d'une gaussienne \(e^{-\alpha t^2}\) est donnée par: \(\sqrt{\frac{\pi}{\alpha}}e^{-\frac{(\pi f)^2}{\alpha}}\) Exemple avec visualisation en couleur de la transformée de Fourier ¶ # visualisation de X - Attention au changement de variable x = np.
spectrogram ( x, rate) # On limite aux fréquences présentent Sxx_red = Sxx [ np. where ( f < 6000)] f_red = f [ np. where ( f < 6000)] # Affichage du spectrogramme plt. pcolormesh ( t, f_red, Sxx_red, shading = 'gouraud') plt. ylabel ( 'Fréquence (Hz)') plt. xlabel ( 'Temps (s)') plt. title ( 'Spectrogramme du Cri Whilhem') Spectrogramme d'une mesure ¶ On réalise une mesure d'accélération à l'aide d'un téléphone, qui peut mesurer par exemple les vibrations dues à un séisme. Et on va visualiser le spectrogramme de cette mesure. Le fichier de mesure est le suivant. import as plt import as signal # Lecture des en-têtes des données avec comme délimiteur le point-virgule head = np. Transformée de fourier python powered. loadtxt ( '', delimiter = ', ', max_rows = 1, dtype = np. str) # Lecture des données au format float data = np. loadtxt ( '', delimiter = ', ', skiprows = 1) # print(head) # Sélection de la colonne à traiter x = data [:, 3] te = data [:, 0] Te = np. mean ( np. diff ( te)) f, t, Sxx = signal. spectrogram ( x, 1 / Te, window = signal.
0/T plot(freq, spectre, 'r. ') xlabel('f') ylabel('S') axis([0, fe, 0, ()]) grid() return tfd Voyons le spectre de la gaussienne obtenue avec la TFD superposée au spectre théorique: T=20. 0 fe=5. 0 figure(figsize=(10, 4)) tracerSpectre(signal, T, fe) def fourierSignal(f): return ()*(**2*f**2) f = (start=-fe/2, stop=fe/2, step=fe/100) spectre =np. absolute(fourierSignal(f)) plot(f, spectre, 'b') axis([-fe/2, fe, 0, ()]) L'approximation de la TF pour une fréquence négative est donnée par: La seconde moitié de la TFD () correspond donc aux fréquences négatives. Lorsque les valeurs du signal sont réelles, il s'agit de l'image de la première moitié (le spectre est une fonction paire). Dans ce cas, l'usage est de tracer seulement la première moitié. Pour augmenter la résolution du spectre, il faut augmenter T. Il est intéressant de maintenir constante la fréquence d'échantillonnage: T=100. 0 axis([0, fe/2, 0, ()]) 2. b. Transformée de fourier python 8. Exemple: sinusoïde modulée par une gaussienne On considère le signal suivant (paquet d'onde gaussien): avec.
append ( f, f [ 0]) # calcul d'une valeur supplementaire z = np. append ( X, X [ 0]) Exemple avec translation ¶ x = np. exp ( - alpha * ( t - 1) ** 2) ( Source code)