matplotlib.axes.Axes.psd

Axes.psd(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 сглаживается функцией detrend и окончивается функцией window. noverlap задаёт длину перекрытия между сегментами. Среднее значение \(|\mathrm{fft}(i)|^2\) каждого сегмента \(i\) используется для вычисления \(P_{xx}\) с масштабированием для коррекции потерь мощности из-за окон.

Если len(x) < NFFT, он будет заполнен нулями до NFFT.

Параметры:

xОдномерный массив или последовательность

Массив или последовательность, содержащая данные

Fsfloat, по умолчанию: 2

Частота дискретизации (образцов в единицу времени). Она используется для вычисления частот Фурье, freqs, в циклах на единицу времени.

windowвызываемая функция или массив, по умолчанию: window_hanning

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. Если в качестве аргумента передаётся функция, она должна принимать сегмент данных и возвращать оконченную версию сегмента.

sides{'default', 'onesided', 'twosided'}, необязательно

Какие стороны спектра возвращать. 'default' — односторонняя для вещественных данных и двухсторонняя для комплексных данных. 'onesided' принудительно возвращает односторонний спектр, а 'twosided' — двухсторонний.

pad_toint, необязательно

Количество точек, до которого сегмент данных дополняется нулями при выполнении FFT. Это может отличаться от NFFT, которое определяет количество точек данных, используемых. Хотя это не увеличивает фактическое разрешение спектра (минимальное расстояние между разрешаемыми пиками), это может дать больше точек на графике, что позволит получить больше деталей. Это соответствует параметру n в вызове fft. По умолчанию равно None, что устанавливает pad_to равным NFFT

NFFTint, по умолчанию: 256

Количество точек данных, используемых в каждом блоке для FFT. Степень двойки наиболее эффективна. Это НЕ должно использоваться для получения нулевого заполнения, иначе масштабирование результата будет неправильным; для этого используйте pad_to.

detrend{'none', 'mean', 'linear'} или вызываемая функция, по умолчанию: 'none'

Функция, применяемая к каждому сегменту перед 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 можете использовать и 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, по умолчанию: True

Если ли следует масштабировать возвращаемые значения плотности с учётом частоты масштабирования, что даёт плотность в единицах 1/Гц. Это позволяет интегрировать по возвращённым частотным значениям. По умолчанию True для совместимости с MATLAB.

noverlapint, по умолчанию: 0 (без перекрытия)

Количество перекрывающихся точек между сегментами.

Fcint, по умолчанию: 0

Центральная частота x, которая смещает диапазоны по оси x для отражения диапазона частот, используемого при получении сигнала, а затем его фильтрации и понижения частоты до базовой полосы.

return_linebool, по умолчанию: False

Включать ли объект линии, нарисованной в возвращаемых значениях.

Возвращаемые значения:

PxxОдномерный массив

Значения спектральной плотности \(P_{xx}\) до масштабирования (вещественные значения).

freqsОдномерный массив

Частоты, соответствующие элементам в Pxx.

lineLine2D

Линия, созданная этой функцией. Возвращается только если return_line True.

Другие параметры:

dataиндексируемый объект, необязательно

Если задано, следующие параметры также принимают строку s, которая интерпретируется как data[s] (если это не вызывает исключения):

x

**kwargs

Ключевые аргументы управляют свойствами Line2D:

Свойство	Описание
agg_filter	функция фильтра, которая принимает массив чисел с плавающей точкой (m, n, 3) и значение dpi, а возвращает массив чисел с плавающей точкой (m, n, 3) и два смещения от нижнего левого угла изображения
alpha	скаляр или None
animated	bool
antialiased или aa	bool
clip_box	BboxBase или None
clip_on	bool
clip_path	Patch или (Path, Transform) или None
color или c	цвет
dash_capstyle	CapStyle или {'butt', 'projecting', 'round'}
dash_joinstyle	JoinStyle или {'miter', 'round', 'bevel'}
dashes	последовательность чисел с плавающей точкой (чернила в/выкл 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'}
gapcolor	цвет или None
gid	строка
in_layout	bool
label	объект
linestyle или ls	{'-', '--', '-.', ':', '', (смещение, последовательность вкл/выкл), ...}
linewidth или lw	число с плавающей точкой
marker	строка стиля маркера, Path или MarkerStyle
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 число с плавающей точкой или (число с плавающей точкой, число с плавающей точкой) или список[bool]
mouseover	bool
path_effects	список AbstractPathEffect
picker	число с плавающей точкой или вызываемая функция [[Artist, Event], tuple[bool, dict]]
pickradius	число с плавающей точкой
rasterized	bool
sketch_params	(масштаб: число с плавающей точкой, длина: число с плавающей точкой, случайность: число с плавающей точкой)
snap	bool или None
solid_capstyle	CapStyle или {'butt', 'projecting', 'round'}
solid_joinstyle	JoinStyle или {'miter', 'round', 'bevel'}
transform	неизвестно
url	строка
visible	bool
xdata	одномерный массив

ydata	Одномерный массив
zorder	вещественное число

См. также

specgram

Отличается по умолчанию перекрытием; не возвращает среднее значение периодаграмм сегмента; возвращает время сегментов; и строит цветную карту вместо линии.

magnitude_spectrum

Строит спектр величины.

csd

Строит спектральную плотность между двумя сигналами.

Примечания

Для построения мощность отображается как \(10\log_{10}(P_{xx})\) в децибелах, хотя само Pxx возвращается.

Ссылки

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

Примеры использования matplotlib.axes.Axes.psd

Плотность спектральной мощности (PSD)

Плотность спектральной мощности (PSD)