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Raspberry Piは、ラズベリーパイ財団が開発した、名刺サイズのLinuxコンピュータです。 学校で基本的なコンピュータ科学の教育を促進することを意図しています。

Python

Pythonは、コードの読みやすさが特徴的なプログラミング言語の1つです。 強い型付け、動的型付けに対応しており、後方互換性がないバージョン2系とバージョン3系が使用されています。 商用製品の開発にも無料で使用でき、OSだけでなく仮想環境にも対応。Unicodeによる文字列操作をサポートしているため、日本語処理も標準で可能です。

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XxkanakoxX

総合スコア16

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Pythonは、コードの読みやすさが特徴的なプログラミング言語の1つです。 強い型付け、動的型付けに対応しており、後方互換性がないバージョン2系とバージョン3系が使用されています。 商用製品の開発にも無料で使用でき、OSだけでなく仮想環境にも対応。Unicodeによる文字列操作をサポートしているため、日本語処理も標準で可能です。

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投稿2019/07/02 09:41

1kHzのデータを受け取り、FFTを行うプログラムを作成しています。
しかし、データのグラフがどうしても周波数がずれてしまいます。

プログラムは以下のように記述しました。

python

1from __future__ import unicode_literals, print_function 2 3import spidev 4import time 5import csv 6import numpy as np 7import matplotlib.pyplot as plt 8 9 10 11 12spi = spidev.SpiDev() 13spi.open(0,0) 14spi.max_speed_hz = 3600000 15 16 17 18def readAdc(channel): 19 adc = spi.xfer2([1,(8+channel)<<4,0]) 20 data = ((adc[1]&3) << 8) + adc[2] 21 return data 22 23def main(): 24 k = 512 # サンプル数 25 dt = 0.0004 # サンプリング間隔 26 s = np.arange(0, k*dt, dt) # 時間軸 27 freq = np.linspace(0, 1/dt, k) # 周波数軸 28 ch1 = 0 29 ch2 = 1 30 31 f = open('data3.csv','w') 32 dataWriter = csv.writer(f) 33 a1 = [] 34 a2 = [] 35 b1 = {} 36 x = [] 37 b1 = [] 38 39 data1 = {} 40 data2 = {} 41 cal1 = {} 42 cal2 = {} 43 44 45 for t in range(0,k): 46 47 data1[t] = readAdc(ch1)-200 48 49 a1.append(data1[t]) 50 time.sleep(dt) 51 52 for t in range(0,k): 53 54 data2[t] = readAdc(ch2) 55 a2.append(data2[t]) 56 time.sleep(dt) 57 58 59 for t in range(0,k): 60 x.append(0.01*t) 61 cal1[t] = data1[t] * 5.0 / 1024.0 62 cal2[t] = data2[t] * 5.0 / 1024.0 63 64 scal1 = str(cal1[t]) 65 scal2 = str(cal2[t]) 66 dat = (scal1+","+scal2+"\r\n") 67 f.write(dat) 68 time.sleep(dt) 69 70 f.close() 71 F = np.fft.fft(a1) 72 Amp = np.abs(F) 73 74 plt.figure() 75 plt.subplot(121) 76 plt.plot(s, a1) 77 plt.grid() 78 plt.subplot(122) 79 plt.plot(freq, Amp) 80 plt.grid() 81 plt.show() 82 83if __name__ == "__main__": 84 main() 85

1kHzの入力なので本来は1000のところに値が現れるはずがずれてしまいます。
![イメージ説明

正確にFFTをするためにはどのように記述すれば良いのでしょうか。

使用したもの
・AD変換器:MCP3008
・波形発生器:PicoScope2000

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回答1

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ベストアンサー

FFTが正しいかどうかは、理論値から生成した、確実に1KHzに相当する正弦波のデータを喰わせてみればわかるでしょう。

左のグラフの意味がよくわかりませんが、
time.sleep()関数の仕様を確認してみてはいかがでしょうか。sleep関数はしばしば'少なくとも'引数で与えられた時間待つ、だったりします。もしこの待ち時間が長い方に偏移すれば、周波数としては高い方向で検出されるでしょう。

投稿2019/07/02 11:32

thkana

総合スコア7610

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XxkanakoxX

2019/07/02 11:37

ご回答いただきありがとうございます。 関数の仕様を確認させていただきます。
ikadzuchi

2019/07/02 13:05

> 左のグラフの意味がよくわかりませんが サンプリングした値をそのまま表示したものでしょう。 FFTのグラフを見るにサンプリング間隔が約0.0005秒まで遅れているので、1周期あたりほぼ2サンプルになっていて綺麗なうなりが見えますね。
thkana

2019/07/02 13:13

まぁ、そうだとは思うんですけどね...このグラフから何を読み取らせたいのか、という質問者の意図も知りたくて。
ikadzuchi

2019/07/02 13:32

なるほどそういう意図でしたか…。
XxkanakoxX

2019/07/02 16:19

分かりづらい説明をしてしまい、申し訳ございません。 左のグラフがサンプリングした値をそのまま表示させたもので、右がFFTのグラフです。
thkana

2019/07/03 12:35

そのまま表示であることは間違っていないのですが、何を見たい(見せたい)のかですね。1KHzであるかどうかを示したいところじゃないのかなぁ。有楽町から銀座へ行く道の話をするのに東京都全体の地図を取り出すようなグラフになっちゃってるような。データの周期をみたいのですから、せいぜい数周期分のデータを示すのが妥当かと思います。
thkana

2019/07/05 13:58

もし原因が判明したのなら、どういうことだったのかぜひ教えてくださいな。
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