在MATLAB中创建正弦波

Question

我想创建一个具有以下特性的正弦波：

• 从0到2s的f = 400Hz amp = 1的正弦波

• f = 200Hz amp = 1的正弦波从2到3s

• f = 800Hz amp = 2的正弦波从3到5s

这是我的matlab代码：

t=linspace(0,5,5000);
x=zeros(1,length(t));
n1=0:1999;
n2=2000:2999;
n3=3000:4999;
x(1:2000)=1*sin(2*pi*400*n1);
x(2001:3000)=1*sin(2*pi*200*n2);
x(3001:5000)=2*sin(2*pi*800*n3);
plot(t,x)

这是我所拥有的情节，看起来还是不合逻辑，所以我想知道代码中的错误

Answer 1

在这种类型的问题中，您自然地要查看物理量，因此在整个计算过程中始终与这一点保持一致非常有帮助。

具体来说，您指定Hz（1 /秒），这是一个物理单位，因此当您计算其他所有内容时，您需要与之保持一致。

要在方程式中做到这一点，最直接的方法就是将时间直接放在sin函数中，例如sin(2*pi*f*t) 。 但是，由于您想使用不同的n分解数组，因此可能最容易做到这一点，然后使用t=linspace(0,5,50000)和dt = 5.0/50000或dt = t(2) - t(1)和sin(2*pi*400*dt*n1) 。 看这是dt*n1转换的整数n1时间以秒计。

还要注意物理单位：上面的400实际上是400Hz ，时间以秒为单位，因此2*pi*400*dt*n1和2*pi*f*t是Hz * s = 1 ，即，单位会取消，这是您需要的。

程序员倾向于定义一些单位，例如seconds=1 。 这是可能的，并且在技术上是正确的，并且可以节省一两个乘法。 它几乎总是导致错误。

还要注意，您应该从t=linspace(0,5,5000)更改为t=linspace(0,5,50000) 。 现在，原因应该很清楚：您正在查看400-800Hz或几乎1kHz或每毫秒1次振荡的频率。 要查看正弦波，您需要在每次振荡中获取几个数据点，并且5秒内的50000点现在将为每毫秒10个点，这几乎不足以看到一个合理的正弦波。 或者，但是，您想考虑一下计算，就需要以某种方式确保以足够高的速率采样。

就是说，您遇到的特定错误是，对于时间数组，使用整数而不是一秒的小数，对于sin函数您将花费太多步骤。 这总是与一个可能出现的问题sin的功能，但即使你没有绘制sin ，看上去像一个sin （比如，通过使用像0.003Hz，而不是400Hz的频率），它仍然是不正确的，因为它不会有适当的时间轴。 因此，您既需要正确设置单位，又要确保每次振荡都获得足够的数据以查看正弦波（或碰巧正在寻找的任何东西）。