傅里叶级数表示

信息处理 在家工作
2021-12-23 20:15:18

从概念上讲,当我们想要表示一个周期序列时,例如一个脉冲序列,我们会找到傅立叶系数并在时域中得到一个表示。

然而,使用无限的时移矩形函数来表示它在概念上有什么问题?


对不起,我有一个格式问题,所以我把它放在底部的帖子中......

我的方法是这样的:

假设我们有一个周期性脉冲使得对于对于因此的周期为x(t)x(t)=10<t<T0T<t<Tpx(t)Tp

通过以下方式找到傅立叶系数 Ck:

Ck=1Tpx(t)ej2πktTp

超过 1 个周期,因此我们可以将 x(t) 表示为:

x(t)=kCkej2πktTp

并进行傅里叶变换,我们将得到这种形式:

X(f)=kCkδ(fkfp)

这是离散的。

但是,如果我们认为是这种形式:x(t)

x(t)=nrect(tnTpT)

的傅立叶变换得到(形式):x(t)

X(f)=sincejW
-- (2)

其中 sinc() 是由于 rect 的 FT 而产生的 e^(-j*W) 是由于 FT 的时移特性。

比较 (1) 和 (2) 中的 X(f),我们看到 1 是离散的,而另一个是连续的。

但是它们来自同一个 x(t),所以这不是矛盾吗?

对不起,很长的帖子。

3个回答

然而,使用无限的时移矩形函数来表示它在概念上有什么问题?

它在概念上没有任何问题。傅立叶变换将信号分解为复数正弦曲线的总和,但您也可以将信号分解为许多其他事物,这在某些应用中可能更有用。例如,Haar 小波变换将信号分解为矩形脉冲的总和:

在此处输入图像描述 资源

我们在许多应用程序中使用正弦曲线,因为它在这些应用程序中最有意义。例如,为什么我们几乎总是将音频信号分解为正弦波?因为我们的耳蜗做同样的事情:

在此处输入图像描述

主要原因是余弦和正弦序列形成正交基。然后,您可以使用它在其他“空间”(例如频率“空间”)中表示它。

其他的东西,只是为了了解与傅里叶级数和变换有关的其他东西:

正弦或余弦只是频率表示(傅立叶变换)中的 2 个 delta 函数。一个 rect 函数,具有一个同步函数表示(严格地填充所有 sprectra)。

然后,使用频率中的傅立叶表示,您可以轻松解释信号的频率分量是什么,并相应地对其进行过滤。

要更好地理解傅立叶系数的使用,另一件事是了解傅立叶变换与这些系数之间的关系(Explanation1Explanation2)。

我们对周期函数使用傅立叶级数,对一切都使用傅立叶变换。

对不起,我有一个格式问题,所以我把它放在底部的帖子中。

我的方法是这样的:

假设我们有一个周期性脉冲x(t)这样x(t)=1为了0<t<T0为了T<t<Tp; 因此x(t)有一段时间Tp.

找到傅立叶系数Ck通过:

Ck=1/TpT(x(t)e(j2pikt/Tp))

因此我们可以表示x(t)作为:

x(t)=(Cke(j2pikt/Tp))
整体int k

并进行傅立叶变换,我们将得到这种形式:

X(f)=(Ckδ(fkfp))
总的来说 int k -- (1)

这是离散的。

但是,如果我们认为 x(t) 是这种形式:

x(t)=(rect[(tnTp)/T])

应用 x(t) 的傅立叶变换得到(形式):

X(f)=[since(jW)]
-- (2)

其中 sinc() 是由于 rect 的 FT 和e(jW)由于 FT 的时移特性而出现。

比较X(f)在 (1) 和 (2) 中,我们看到 1 是离散的,而另一个是连续的。

然而它们来自同一个x(t),所以这不是矛盾吗?

对不起,很长的帖子。