【python版】示波器输出的csv文件(时间与电压数据)如何转换为频率与幅值【方法③】

将示波器输出的 CSV 文件中的时间和电压数据转换为频率和幅值数据的过程可以分为几个步骤:数据导入和预处理、傅里叶变换计算、提取频率和幅值。
1. 数据导入和预处理

首先,需要将 CSV 文件中的时间和电压数据导入到一个合适的工具中进行处理,比如 Python 中的 pandas 库,或者 Excel 等。

示例 CSV 文件内容:

python 复制代码
时间 (秒), 电压 (伏特)
0.000, 0.01
0.001, 0.02
0.002, 0.01
...

使用 Python 导入数据:

python 复制代码
import pandas as pd

# 读取 CSV 文件
data = pd.read_csv('data.csv')

# 查看数据
print(data.head())
2、傅里叶变换计算

傅里叶变换将时间域信号转换为频率域信号。可以使用 numpyscipy 库中的傅里叶变换函数来计算频谱。

使用 Python 进行傅里叶变换:

python 复制代码
import numpy as np

# 提取时间和电压数据
time = data['时间 (秒)'].values
voltage = data['电压 (伏特)'].values

# 计算采样间隔和采样率
dt = time[1] - time[0]
fs = 1 / dt

# 执行傅里叶变换
N = len(voltage)
yf = np.fft.fft(voltage)
xf = np.fft.fftfreq(N, dt)

# 只取前一半的频率分量(对称性)
xf = xf[:N//2]
yf = np.abs(yf[:N//2])

在上面的代码中:

  • np.fft.fft 计算傅里叶变换。
  • np.fft.fftfreq 计算每个频率分量。
  • 只保留前一半的频率分量,因为傅里叶变换的结果是对称的。
3、提取频率和幅值

最后,可以将计算得到的频率和幅值数据保存到一个新的 CSV 文件中,或者在终端/控制台中查看。

保存为 CSV 文件:

python 复制代码
# 将频率和幅值保存到 DataFrame
frequency_data = pd.DataFrame({
    '频率 (Hz)': xf,
    '幅值': yf
})

# 保存为新的 CSV 文件
frequency_data.to_csv('frequency_data.csv', index=False)
4、总结

①导入数据:使用 pandas 读取时间和电压数据。

②傅里叶变换:使用 numpyscipy 计算频域数据。

③提取结果:将频率和幅值保存或输出。

这样,就可以从示波器输出的时间和电压数据中得到频率和幅值数据。这个过程的关键是傅里叶变换,它帮助我们将时间域信号转换为频率域信号。

相关推荐
CC.GG1 分钟前
【C++】红黑树
java·开发语言·c++
倔强的小石头_1 分钟前
Python 从入门到实战(十):Pandas 数据处理(高效搞定表格数据的 “瑞士军刀”)
人工智能·python·pandas
学IT的周星星11 分钟前
java常见面试题
java·开发语言
Together_CZ12 分钟前
DarkIR: Robust Low-Light Image Restoration——鲁棒的低光照图像复原
python·image·robust·darkir·鲁棒的低光照图像复原·low-light·restoration
wjs202422 分钟前
XPath 运算符
开发语言
Mr.朱鹏24 分钟前
大模型入门学习路径(Java开发者版)上
java·开发语言·spring boot·spring·大模型·llm·transformer
拾贰_C26 分钟前
【python | pytorch | scipy】scipy scikit-learn库相互依赖?
pytorch·python·scipy
黎雁·泠崖27 分钟前
C 语言指针进阶教程:const 修饰、野指针规避与传址调用
c语言·开发语言
lsx20240632 分钟前
ASP TextStream
开发语言
BoBoZz1933 分钟前
PolyDataContourToImageData 3D集合图像转换成等效3D二值图像
python·vtk·图形渲染·图形处理