np.angle返回的不准确相位

Question

30degrees).

• Then i产生2个正弦波，第一个为基频= 50 Hz，amplitude=10，phase=0，第二个为基频= 100 Hz，幅值=5，相位= np.pi/6 (即np.abs()

• I i将它们相加，并对所加的信号进行快速傅立叶变换)，

• i利用np.abs()

• I计算信号在50 Hz和100 Hz时的幅值，用np.angle()

• This计算信号在50 Hz和100 Hz的相位，得到

。

'magnitude_50 Hz': 9.997827675356993, 'phase_50 HZ': -89.0677734968239, 
'magnitude_150 Hz': 4.990392258900833, 'phase_150 HZ': -57.231981462145704,

返回的震级分别接近10级和5级。但这个阶段不是零度和三十度。

我也尝试过其他方法，比如math.atan2和cmath.phase，它提供了类似的结果。

我想了解一下我的相位计算有什么问题。我的密码在下面。

def sine_wave(amplitude1: Union[int, float], amplitude2: Union[int, float], phase1: float, phase2: float, duration: Union[int, float],fund_freq_1: int, fund_freq_2: int, samp_freq: int) -> dict:
  
  # generating the time domain signal

  t = np.linspace(0, duration, int(samp_freq * duration))
  wave1 = amplitude1 * np.sin((2 * np.pi * fund_freq_1 * t)+phase1)
  wave2 = amplitude2 * np.sin((2 * np.pi * fund_freq_2 * t)+phase2)
  combined_wave = np.add(wave1, wave2)
  N = combined_wave.size
  T = 1/samp_freq

  # DFT
  f = np.fft.fftfreq(N, 1 / samp_freq)
  fft = np.fft.fft(combined_wave)

  index_one = np.where(np.isclose(f, fund_freq_1))
  magnitude_one = np.mean(np.abs(fft[index_one]) * (2 / N))
  phase_one = degrees(np.angle(fft[index_one]))
  # phase_one = atan2(fft[index_one].imag, fft[index_one].real)
  # phase_one = degrees(phase(fft[index_one]))

  index_two = np.where(np.isclose(f, fund_freq_2))
  magnitude_two = np.mean(np.abs(fft[index_two]) * (2 / N))
  phase_two = degrees(np.angle(fft[index_two]))
  # phase_two = atan2(fft[index_two].imag, fft[index_one].real)
  # phase_two = degrees(phase(fft[index_two]))

  return {'magnitude_{} Hz'.format(fund_freq_1): magnitude_one,
          'phase_{} HZ'.format(fund_freq_1): phase_one,
          'magnitude_{} Hz'.format(fund_freq_2): magnitude_two,
          'phase_{} HZ'.format(fund_freq_2): phase_two}

代码可以像这样运行

sine_wave(amplitude1=10, amplitude2=5, phase1=0, phase2=np.pi/6, duration=0.1, fund_freq_1=50, fund_freq_2=150, samp_freq=10000)

Answer 1

在执行FFT之后，复值的相位对应于具有余弦的相对相位。因为cos(x)和sin(x)有90度的相位差，所以你应该期望你的0度相位sin被检测到，相对于相同频率的对应的cos，它的相位是-90度。同样的，你的30度相位的sin应该被检测到-60度.您的结果值确实非常接近。

如果您希望获得sin信号所引用的相位，则只需将np.angle的结果增加90度即可。

phase_one = degrees(np.angle(fft[index_one])) + 90
phase_two = degrees(np.angle(fft[index_two])) + 90