如何将信号分解为方波?

信息处理 离散信号 信号分析 自由度 信号合成 分解
2021-12-27 12:43:54

我正在处理的信号是具有不同幅度和相位的不同方波的叠加。通常,人们会在傅里叶变换的帮助下将信号分解为正弦波,但在这种特殊情况下,分解为方波会更有效。傅立叶变换会产生非常复杂的频谱,而方波分解应该只给出几条清晰的线。

我知道这样的分解是可能的。事实上,我可以使用任何周期函数作为分解的基础,这在有关该主题的许多文本中都提到过。但是我永远找不到分解成非正弦基础的公式或明确的例子。

我分解信号的方法包括N样品xk, 是使用类似 DFT 的公式

uk=n=0N1xnRk(n)
在哪里Rk是具有频率的实值方波k乘以基频。但这肯定是不完整的,因为我没有获得组成方波的任何相位信息,而且我无法反转过程。

如何将我的信号分解为具有明确幅度和相位的方波?

1个回答

问题中描述的内容非常接近使用Haar Wavelet的离散小波变换(DWT) 。

DWT 将信号分解为扩张和平移的正交函数的总和,这些函数不一定必须是三角函数DWT 不会将信号从时域转换到频域,而是转换到保留“时间”维度的尺度空间。Haar 小波实际上只是方波的一个周期,并且由于它随着变换的进行而膨胀和复制,它看起来就像发生在不同的频率上。有关分解级别和频率之间联系的更多信息,请参阅此链接

另一个在这里可能有帮助的变换是Walsh-Hadamard 变换,它正是这样做的,将信号分解为正交的方波之和(请注意那里的顺序)。

有关似乎接近您所追求的简短示例,请参阅此链接

希望这可以帮助。