Graficar el espectro de frecuencia con Numpy

Posted on mié 06 febrero 2013 in Tutorial Python • 2 min read

En este artículo se explicará como generar una gráfica de una señal que se tiene en el dominio del tiempo a generar la gráfica en el dominio de la frecuencia.

Esté artículo se basa de un artículo en Inglés llamado "How to plot the frequency spectrum with scipy".

El análisis de frecuencia es el proceso de determinar la representación en el dominio de una señal de dominio del tiempo y comunmente empleando la Transformada de Fourier .

La Transformada Discreta de Fourier (DFT) se usa para determinar el contenido de frecuencias de las señales y la Transformada Rápida de Fourier (FFT) es un método eficiente para calcular la Transformada Discreta de Fourier. Scipy implemente FFT y se usará para analizar el espectro de frecuencias.

A continuación se muestra el código que gráfica la amplitud en el dominio de frecuencia de la función coseno del dominio del tiempo:

#!/usr/bin/env python

# -*- coding: utf-8 -*-

#Importa  coseno, linspace y pi

from numpy import cos, linspace, pi

#Importa plot, show, title, xlabel, ylabel y subplot para graficar

from pylab import plot, show, title, xlabel, ylabel, subplot

#Importa fft y arange

from scipy import fft, arange

#

def plotSpectrum(y,Fs):

 """

 grafica la amplitud del espectro de y(t)

 """

 n = len(y) # longitud de la señal

 k = arange(n)

 T = n/Fs

 frq = k/T # 2 lados del rango de frecuancia

 frq = frq[range(n/2)] # Un lado del rango de frecuencia



 Y = fft(y)/n # fft calcula la normalizacion

 Y = Y[range(n/2)]



 plot(frq,abs(Y),'r') # grafica el espectro de frecuencia

 xlabel('Frecuencia (Hz)')

 ylabel('|Y(f)|')

if __name__ == '__main__':

    Fs = 150.0;  # rata de muestreo

    Ts = 1.0/Fs; # intevalo de muestreo

    t = arange(0,1,Ts) # vector tiempo

    ff = 5;   # frecuencia de la señal

    y = cos(5*pi*ff*t)

 #Proceso de graficar la señal

    subplot(2,1,1)

    plot(t,y)

    xlabel('Tiempo')

    ylabel('Amplitud')

    subplot(2,1,2)

    #Se llama a la funcion con la señal y la rata de muestreo

    plotSpectrum(y,Fs)

    show()

Al ejecutar el script se genera la siguiente gráfica:

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