在numpy中的两个频率之间进行插值答案

【问题标题】：Interpolating between two frequencies in numpy在numpy中的两个频率之间进行插值
【发布时间】：2019-06-07 00:39:08
【问题描述】：

我想创建一个从频率 f1 开始到频率 f2 结束的正弦波。这是我使用的代码：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

def freq_interp(dur,f1,f2,fs=44100):
    num_samples = fs*dur
    t = np.linspace(0,dur,num_samples)
    a = np.linspace(0,1,num_samples)
    f = (1-a)*f1+a*f2 # interpolate
    samples = np.cos(2*np.pi*f*t)
    return samples,f

当我尝试生成 WAV 文件或仅绘制信号的 STFT 时，我得到了意想不到的结果。例如我使用下面的代码：

def plot_stft(sig,fs=44100):
    f, t, Zxx = signal.stft(sig,fs=fs,nperseg=2000)
    plt.pcolormesh(t, f, np.abs(Zxx), vmin=0, vmax=0.1)
    plt.ylim(0,2000)
    plt.title('STFT Magnitude')
    plt.ylabel('Frequency [Hz]')
    plt.xlabel('Time [sec]')
    plt.show()

s,f = freq_interp(dur=2,f1=1,f2=1000)
plt.plot(f)
plt.show()
plot_stft(s)

s,f = freq_interp(dur=2,f1=1000,f2=1)
plt.plot(f)
plt.show()
plot_stft(s)

我得到了这些情节：

问题在第二行更为明显。频率在 t=1s 时反弹回来的地方。同样在第一行中，您可以看到频率已升至 2000Hz，这是错误的。知道为什么会发生这种情况以及如何解决吗？

【问题讨论】：

你的目标是什么？你可以使用这个（docs.scipy.org/doc/scipy/reference/generated/… 和docs.scipy.org/doc/scipy/reference/generated/…）方法。
@MohammadJavad 感谢您的链接。我的最终目标是在许多频率之间进行插值。我只是看了scipy.signal.chirp的源代码，事情以不同的方式完成。我想了解为什么我的代码是错误的并在不使用 chirp 的情况下实现它。

标签： python numpy signals signal-processing frequency

【解决方案1】：

正弦波是 sin(p(t))，其中 p(t) 是相位函数。而频率函数是 f(t) = d p(t) / dt，要计算 p(t)，首先要计算 f(t)，然后对其进行积分。最简单的集成方法是使用cumsum()。

def freq_interp(dur,f1,f2,fs=44100):
    num_samples = int(fs*dur)
    t = np.linspace(0,dur,num_samples)
    f = np.linspace(f1, f2, num_samples)
    phase = 2 * np.pi * np.cumsum(f) / fs
    samples = np.cos(phase)
    return t, samples

【讨论】：