在 Igor Pro 中進(jìn)行頻率響應(yīng)分析通常涉及以下幾個(gè)步驟:準(zhǔn)備數(shù)據(jù)、執(zhí)行傅里葉變換、計(jì)算頻率響應(yīng),并可視化結(jié)果。下面是詳細(xì)的步驟和示例代碼,幫助你完成頻率響應(yīng)分析。
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1. 準(zhǔn)備數(shù)據(jù)
首先,你需要準(zhǔn)備時(shí)域信號(hào)數(shù)據(jù)。這可以是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或模擬生成的數(shù)據(jù)。
// 創(chuàng)建示例時(shí)域信號(hào)
Make/O/N=1024 timeWave = 0.0
Make/O/N=1024 signalWave = 0.0
// 生成一個(gè)正弦波信號(hào)
Variable frequency = 5.0 // 頻率 (Hz)
Variable sampleRate = 100.0 // 采樣率 (Hz)
Variable t
for (t = 0; t < 1024; t += 1)
timeWave[t] = t / sampleRate // 時(shí)間波形
signalWave[t] = sin(2 * pi * frequency * timeWave[t]) // 正弦信號(hào)
endfor
2. 執(zhí)行傅里葉變換
使用傅里葉變換將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào)。在 Igor Pro 中,可以使用 FFT 函數(shù)。
// 創(chuàng)建一個(gè)波形來存儲(chǔ)頻域信號(hào)
Make/O/N=1024 freqWave = 0.0
Make/O/N=1024 complexWave = 0.0
// 執(zhí)行傅里葉變換
FFT signalWave, complexWave
3. 計(jì)算頻率響應(yīng)
計(jì)算頻率響應(yīng)是將頻域信號(hào)的幅度與輸入信號(hào)的幅度進(jìn)行比較。你可以計(jì)算幅度譜和相位譜。
// 創(chuàng)建幅度和相位波形
Make/O/N=1024 magnitudeWave = 0.0
Make/O/N=1024 phaseWave = 0.0
// 計(jì)算幅度和相位
for (Variable i = 0; i < 1024; i += 1)
magnitudeWave[i] = sqrt(complexWave[i][0]^2 + complexWave[i][1]^2) // 幅度
phaseWave[i] = atan2(complexWave[i][1], complexWave[i][0]) // 相位
endfor
4. 可視化頻率響應(yīng)
可以使用圖形工具將頻率響應(yīng)的幅度譜和相位譜可視化。
// 創(chuàng)建頻率軸
Make/O/N=1024 freqAxis = 0.0
for (Variable i = 0; i < 1024; i += 1)
freqAxis[i] = i * (sampleRate / 1024) // 計(jì)算頻率
endfor
// 繪制幅度譜
DisplayWave freqAxis, magnitudeWave
ModifyGraph
SetScale x, 0, 50 // 設(shè)置x軸范圍
SetScale y, 0, 1.5 // 設(shè)置y軸范圍
SetTitle "Magnitude Spectrum"
End
// 繪制相位譜
DisplayWave freqAxis, phaseWave
ModifyGraph
SetScale x, 0, 50 // 設(shè)置x軸范圍
SetScale y, -pi, pi // 設(shè)置y軸范圍
SetTitle "Phase Spectrum"
End
5. 進(jìn)行頻率響應(yīng)分析
根據(jù)幅度譜和相位譜,可以分析系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性。幅度譜顯示了輸入信號(hào)在各個(gè)頻率的響應(yīng)強(qiáng)度,而相位譜則表示相應(yīng)的相位延遲。
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