在MATLAB中創建正弦波

Question

我想創建一個具有以下特性的正弦波：

• 從0到2s的f = 400Hz amp = 1的正弦波

• f = 200Hz amp = 1的正弦波從2到3s

• f = 800Hz amp = 2的正弦波從3到5s

這是我的matlab代碼：

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)

這是我所擁有的情節，看起來還是不合邏輯，所以我想知道代碼中的錯誤

Answer 1

在這種類型的問題中，您自然地要查看物理量，因此在整個計算過程中始終與這一點保持一致非常有幫助。

具體來說，您指定Hz（1 /秒），這是一個物理單位，因此當您計算其他所有內容時，您需要與之保持一致。

要在方程式中做到這一點，最直接的方法就是將時間直接放在sin函數中，例如sin(2*pi*f*t) 。 但是，由於您想使用不同的n分解數組，因此可能最容易做到這一點，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) 。 看這是dt*n1轉換的整數n1時間以秒計。

還要注意物理單位：上面的400實際上是400Hz ，時間以秒為單位，因此2*pi*400*dt*n1和2*pi*f*t是Hz * s = 1 ，即，單位會取消，這是您需要的。

程序員傾向於定義一些單位，例如seconds=1 。 這是可能的，並且在技術上是正確的，並且可以節省一兩個乘法。 它幾乎總是導致錯誤。

還要注意，您應該從t=linspace(0,5,5000)更改為t=linspace(0,5,50000) 。 現在，原因應該很清楚：您正在查看400-800Hz或幾乎1kHz或每毫秒1次振盪的頻率。 要查看正弦波，您需要在每次振盪中獲取幾個數據點，並且5秒內的50000點現在將為每毫秒10個點，這幾乎不足以看到一個合理的正弦波。 或者，但是，您想考慮一下計算，就需要以某種方式確保以足夠高的速率采樣。

就是說，您遇到的特定錯誤是，對於時間數組，使用整數而不是一秒的小數，對於sin函數您將花費太多步驟。 這總是與一個可能出現的問題sin的功能，但即使你沒有繪制sin ，看上去像一個sin （比如，通過使用像0.003Hz，而不是400Hz的頻率），它仍然是不正確的，因為它不會有適當的時間軸。 因此，您既需要正確設置單位，又要確保每次振盪都獲得足夠的數據以查看正弦波（或碰巧正在尋找的任何東西）。