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import as wavfile # Lecture du fichier rate, data = wavfile. read ( '') x = data [:, 0] # Sélection du canal 1 # Création de instants d'échantillons t = np. linspace ( 0, data. shape [ 0] / rate, data. shape [ 0]) plt. plot ( t, x, label = "Signal échantillonné") plt. ylabel ( r "Amplitude") plt. title ( r "Signal sonore") X = fft ( x) # Transformée de fourier freq = fftfreq ( x. size, d = 1 / rate) # Fréquences de la transformée de Fourier # Calcul du nombre d'échantillon N = x. size # On prend la valeur absolue de l'amplitude uniquement pour les fréquences positives et normalisation X_abs = np. abs ( X [: N // 2]) * 2. 0 / N plt. plot ( freq_pos, X_abs, label = "Amplitude absolue") plt. xlim ( 0, 6000) # On réduit la plage des fréquences à la zone utile plt. title ( "Transformée de Fourier du Cri Whilhelm") Spectrogramme d'un fichier audio ¶ On repart du même fichier audio que précédemment. Le spectrogramme permet de visualiser l'évolution des fréquences du signal au cours du temps. import as signal import as wavfile #t = nspace(0, [0]/rate, [0]) # Calcul du spectrogramme f, t, Sxx = signal.
absolute(tfd) freq = (N) for k in range(N): freq[k] = k*1. 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: S a ( - f n) ≃ T exp ( - j π n) S N - n La seconde moitié de la TFD ( f ∈ f e / 2, f e) 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 f ∈ 0, f e / 2. 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. Exemple: sinusoïde modulée par une gaussienne On considère le signal suivant (paquet d'onde gaussien): u ( t) = exp ( - t 2 / a 2) cos ( 2 π t b) avec b ≪ a. b=0. 1 return (-t**2/a**2)*(2. 0**t/b) t = (start=-5, stop=5, step=0. 01) u = signal(t) plot(t, u) xlabel('t') ylabel('u') Dans ce cas, il faut choisir une fréquence d'échantillonnage supérieure à 2 fois la fréquence de la sinusoïde, c. a. d. fe>2/b. fe=40 2. c. Fenêtre rectangulaire Soit une fenêtre rectangulaire de largeur a: if (abs(t) > a/2): return 0. 0 else: return 1. 0 Son spectre: fe=50 Une fonction présentant une discontinuité comme celle-ci possède des composantes spectrales à haute fréquence encore non négligeables au voisinage de fe/2. Le résultat du calcul est donc certainement affecté par le repliement de bande. 3. Signal à support non borné Dans ce cas, la fenêtre [-T/2, T/2] est arbitrairement imposée par le système de mesure. Par exemple sur un oscilloscope numérique, T peut être ajusté par le réglage de la base de temps.
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