matplotlib.axes.Axes.psd

Axes.psd(self, x, NFFT=None, Fs=None, Fc=None, detrend=None, window=None, noverlap=None, pad_to=None, sides=None, scale_by_freq=None, return_line=None, *, data=None, **kwargs) [source]

Построение плотности спектральной мощности.

Плотность спектральной мощности \(P_{xx}\) методом усреднённой периодограммы Велча. Вектор x делится на сегменты длиной NFFT. Каждый сегмент обрабатывается функцией detrend и окончивается функцией window. noverlap определяет длину перекрытия между сегментами. Значение \(|\mathrm{fft}(i)|^2\) для каждого сегмента \(i\) усредняется для вычисления \(P_{xx}\) с масштабированием, учитывающим потери мощности из-за окон.

Если len(x) < NFFT, данные будут дополнены нулями до NFFT.

Параметры:

x1-D array or sequence Массив или последовательность, содержащая данные Fsscalar Частота дискретизации (образец в единицу времени). Используется для вычисления частот Фурье, freqs, в циклах на единицу времени. Значение по умолчанию — 2. windowcallable or ndarray Функция или вектор длиной NFFT. Для создания векторов окон см. window_hanning, window_none, numpy.blackman, numpy.hamming, numpy.bartlett, scipy.signal, scipy.signal.get_window и т. д. Значение по умолчанию — window_hanning. Если в качестве аргумента передана функция, она должна принимать сегмент данных в качестве аргумента и возвращать оконченную версию сегмента. sides{'default', 'onesided', 'twosided'} Указывает, какие стороны спектра возвращать. Значение по умолчанию соответствует стандартному поведению, которое возвращает односторонний спектр для вещественных данных и двусторонний для комплексных данных. 'onesided' принудительно возвращает односторонний спектр, а 'twosided' — двусторонний. pad_toint Количество точек, до которых дополняются нулями сегменты данных при выполнении FFT. Это может отличаться от NFFT, которое определяет количество точек данных, используемых. Хотя это не увеличивает фактическое разрешение спектра (минимальное расстояние между разрешимыми пиками), это может дать больше точек в графике, что позволит получить больше деталей. Это соответствует параметру n в вызове fft(). Значение по умолчанию — None, что устанавливает pad_to равным NFFT. NFFTint Количество точек данных, используемых в каждом блоке для FFT. Мощность 2 является наиболее эффективной. Значение по умолчанию — 256. Не следует использовать для получения нулевого дополнения, так как масштабирование результата будет некорректным. Для этого используйте pad_to. detrend{'none', 'mean', 'linear'} or callable, default 'none' Функция, применяемая к каждому сегменту перед выполнением FFT, предназначенная для удаления среднего значения или линейной тенденции. В отличие от MATLAB, где параметр detrend является вектором, в Matplotlib он является функцией. Модуль mlab определяет detrend_none, detrend_mean и detrend_linear, но вы также можете использовать пользовательскую функцию. Вы также можете использовать строку для выбора одной из функций: 'none' вызывает detrend_none, 'mean' вызывает detrend_mean, 'linear' вызывает detrend_linear. scale_by_freqbool, optional Указывает, нужно ли масштабировать возвращаемые значения плотности с помощью масштабирующей частоты, что даёт плотность в единицах Hz^-1. Это позволяет интегрировать по возвращаемым значениям частоты. По умолчанию — True для совместимости с MATLAB. noverlapint Количество перекрывающихся точек между сегментами. Значение по умолчанию — 0 (нет перекрытия). Fcint Центральная частота x (по умолчанию 0), которая смещает область значений x графика, чтобы отразить диапазон частот, используемый при получении сигнала, а затем его фильтрации и понижения частоты до базовой полосы. return_linebool Включать ли объект линии, нарисованный в возвращаемых значениях. Значение по умолчанию — False.

Возвращает:

Pxx1-D array Значения спектра мощности P_{xx} до масштабирования (вещественные значения). freqs1-D array Частоты, соответствующие элементам в Pxx. lineLine2D Линия, созданная этой функцией. Возвращается только если return_line — True.

Другие параметры:

**kwargs Ключевые аргументы управляют свойствами Line2D: Свойство Описание agg_filter функция фильтра, принимающая массив float (m, n, 3) и значение dpi, и возвращающая массив (m, n, 3) alpha число с плавающей точкой или None animated булево значение antialiased или aa булево значение clip_box Bbox clip_on булево значение clip_path Объект Patch или (Path, Transform) или None color или c цвет contains вызываемый объект dash_capstyle {'butt', 'round', 'projecting'} dash_joinstyle {'miter', 'round', 'bevel'} dashes последовательность чисел с плавающей точкой (перо/отсутсвие пера в точках) или (None, None) data массив (2, N) или два одномерных массива drawstyle или ds {'default', 'steps', 'steps-pre', 'steps-mid', 'steps-post'}, по умолчанию: 'default' figure Figure fillstyle {'full', 'left', 'right', 'bottom', 'top', 'none'} gid строка in_layout булево значение label объект linestyle или ls {'-', '--', '-.', ':', '', (смещение, последовательность вкл/выкл), ...} linewidth или lw число с плавающей точкой marker стиль маркера markeredgecolor или mec цвет markeredgewidth или mew число с плавающей точкой markerfacecolor или mfc цвет markerfacecoloralt или mfcalt цвет markersize или ms число с плавающей точкой markevery None или int или (int, int) или срез или Список[int] или float или (float, float) path_effects AbstractPathEffect picker число с плавающей точкой или вызываемый объект [[Artist, Event], Кортеж[bool, dict]] pickradius число с плавающей точкой rasterized булево значение или None sketch_params (масштаб: число с плавающей точкой, длина: число с плавающей точкой, случайность: число с плавающей точкой) snap булево значение или None solid_capstyle {'butt', 'round', 'projecting'} solid_joinstyle {'miter', 'round', 'bevel'} transform matplotlib.transforms.Transform url строка visible булево значение xdata одномерный массив ydata одномерный массив zorder число с плавающей точкой

См. также

specgram()

specgram() отличается по умолчанию перекрытием; не возвращает среднее значение периодограмм отрезков; возвращает время отрезков; и строит цветовое отображение вместо линии.

magnitude_spectrum()

magnitude_spectrum() строит спектр величин.

csd()

csd() строит спектральную плотность между двумя сигналами.

Примечания

Для построения графика мощность выводится как \(10\log_{10}(P_{xx})\) для децибел, хотя само Pxx возвращается.

Ссылки

Bendat & Piersol -- Random Data: Analysis and Measurement Procedures, John Wiley & Sons (1986)

Примечание

Помимо вышеописанных аргументов, эта функция может принимать ключевой аргумент data. Если такой аргумент data задан, следующие аргументы заменяются на data[<arg>]:

• Все аргументы с именами: 'x'.

Объекты, переданные в качестве data, должны поддерживать доступ по элементам (data[<arg>]) и проверку на членство (<arg> in data).

Примеры использования matplotlib.axes.Axes.psd

Демо PSD