400Hz采样振动信号FFT绘图前端异常及参数T定义正确性问询

问题1解答：你定义的参数T不正确 #

采样率为400Hz时，采样间隔（相邻两个采样点的时间差）应为：
T = 1.0 / 400.0
你当前设置的T = 1.0 / 800.0相当于误将采样率判定为800Hz，直接导致生成的频率轴xf范围错误：按照你当前的参数计算，频率轴最大值为400Hz，但400Hz采样率的信号奈奎斯特频率仅为200Hz，超过200Hz的频谱全部是混叠无效值，相当于真实频谱被压缩到了图中最左侧0-200Hz区间，这就是你看到的“绘图前端奇怪”的核心原因。

问题2解答：异常不是噪声导致的 #

当前绘图结果本身不符合真实频谱，除了上述T参数错误的核心问题外，你没有对时域信号加窗函数，也会引发频谱泄漏，让频谱看起来毛刺偏多。

修正后的参考代码 #

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from scipy.fftpack import fft

# 采样率400Hz，采样间隔正确值
T = 1.0 / 400.0

y = df['Vibra0_X'].head(400).values
N = len(y)

# 可选择加汉宁窗减少频谱泄漏，不需要的话注释下一行即可
y = y * np.hanning(N)

yf = fft(y)
xf = np.linspace(0.0, 1.0/(2.0*T), N//2)

fig, ax = plt.subplots()
ax.plot(xf, 2.0/N * np.abs(yf[:N//2]), linestyle='-', color='blue')

plt.ylabel('Amplitude')
plt.xlabel('Frequency [Hz]')
plt.title("Frequency domain of the signal", fontsize=16)
plt.show()

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Adler Müller