矩形波をフーリエ変換するプログラミングが書けません

Question

学校の課題で矩形波をPythonで書かなければならないのですが、わかりません。

発生している問題・エラーメッセージ

・f(t) = 5 (0.4 < t < 0.6)
・f(t) = 0 (それ以外)
の矩形波の書き方が分からないです。どなたかご教授頂きたいです。
書きあがった矩形波をフーリエ変換するというのが課題内容です。

The truth value of an array with more than one element is ambiguous. Use a.any() or a.all()

該当のソースコード

import numpy as np               # NumPy
from scipy import signal         # Sci+Py
import matplotlib.pyplot as plt  # Matplotlib

# データのパラメータ
N  = 100                          # サンプル数
SF = 100.0                        # サンプリング周波数
DT = 1.0 / SF                     # サンプリング間隔
fn = 1/(2*DT)                     # ナイキスト周波数
t = np.arange(0, N*DT, DT)        # 時間軸
freq = np.linspace(0, 1.0/DT, N)  # 周波数軸

# フィルタのパラメータ
gpass = 1                         # 通過域最大損失量[dB]
gstop = 40                        # 阻止域最小減衰量[dB]

# 短形波fを生成
f = 0
for i in range(len(t)):
  if 0.4 < t < 0.6:
    f = 5
  else :
    f = 0
    
# 高速フーリエ変換（周波数成分）
F = np.fft.fft(f)

# ===============================================
# グラフ表示
# ===============================================
fig = plt.figure(figsize = (12.0, 10.0))
plt.subplots_adjust(wspace=0.4, hspace=0.6)

# 信号fを表示
plt.subplot(222)
plt.plot(t, f)
plt.xlabel("Time [s]")
plt.ylabel("Signal")
plt.grid()

# 信号fの周波数成分
plt.subplot(223)
plt.plot(freq, np.abs(F/(N/2)), marker="s", linewidth="0")
plt.xlabel('Frequency [Hz]')
plt.ylabel('Amplitude')
plt.xlim(0, int(SF/2.0)/2.0)
plt.grid()

試したこと

矩形波 f について定義し、for , if を使ってf(t) = 0、f(t) = 5になる条件を入力してみたのですが、エラーが表示されてしまいました。条件の入力の仕方が間違えていると思っています。
f をリストにして行ってみましたが、同じエラーが出てきました。

Answer 1

幾分かツッコミどころはありますが，とりあえず動作のための変更点を述べます．

矩形波の生成

上のコードでは変数fを書き換えまくっているだけで，波形を表現する配列ではありません．配列の操作に関して学ばれると良いでしょう．

f = np.zeros_like(t) # tと同じサイズの配列生成(初期値は0)
f[(0.4 < t) & (t < 0.6)] = 5 # 0.4 < t < 0.6のインデックスを5にする．

グラフの表示

matplotlibでは最後にplt.show()としなければ結果が表示されませんので一番最後の行にplt.show()を挿入してください．

Comments

[fairlady]

解決することができました。
配列に関して学ぶことも必要だと認識できました。
ありがとうございます。