FFT implementation gives incorrect output

I have implemented FFT/DFT that I intend to use for frequency analysis of an audio file recorded from a fan. Here’s the input I get when using scipy’s fft. As opposed to this, here’s the output from my implementation.

So far, my code looks like this:

from scipy.fft import fft
import soundfile as sf
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from pydub import AudioSegment

def dft(filename):
    
    audio_seg = AudioSegment.from_file(filename)
    data = audio_seg.set_channels(1).get_array_of_samples()

    N = len(data)
    n = np.arange(0, N)
    k = np.linspace(1, 1000, 1500)

    X = np.zeros(len(k))

    for i in range (0, len(k)):

        base_sinusoid = np.exp(-2j * np.pi * k[i] * n / N)

        dot_product = np.dot(data, base_sinusoid)
    
        X[i] = np.abs(dot_product)

    energy_sum = 0
    for i in range(0, len(X)):
        energy_sum += X[i] ** 2

    present_frequencies = []
    for i in range(0, len(X)):
        if (((X[i] ** 2) * 100 / energy_sum) >= 1):
            present_frequencies.append(k[i])

    print("The following frequencies are present: ", present_frequencies)
        
    plt.figure(1)
    
    plt.title("Frequency analysis") 
    plt.xlabel("Frequency")
    plt.ylabel("Magnitude")
    
    plt.plot(k, X)
    
    plt.show()

and then I simply call the function:

dft(<absolute path>)

Apart from the image, I also output
the frequencies whose energy represents more than 1% of the entire signal’s energy.

The audio file is recorded from a fan with 10 blades, and around 200 Hz is the expected fundamental frequency. The frequency content is supposed to go up to 1000 Hz.

What I suspect may be the problem is an incorrect frequency resolution. Since I generate my own sinusoids, I may just be selecting the wrong frequencies. In my opinion, instead of generating 1500 frequencies (line 8), I should be generating N frequencies, however that takes a very long time to execute. So, I’ve mostly tried changing the maximum frequency, and the width of the frequency bins, but to no avail.
I should also note that I’ve used this function before on audio files where I say a vowel for 3 seconds, and it generated a correct output. The only difference there was in line 8, where I set the maximum frequency to be 20000.

Thank you for your time and insight!

New contributor

sudoMeerkat is a new contributor to this site. Take care in asking for clarification, commenting, and answering.
Check out our Code of Conduct.

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật