交变周期矩形脉冲的傅里叶变换

信息处理 傅里叶变换 傅立叶 周期性的 脉冲
2022-01-02 02:48:30

在此处输入图像描述我无法确定信号的傅立叶变换。我对如何解决这个问题有两个想法。鉴于信号是周期性的,我可以使用公式对周期性信号进行傅里叶变换:

$$X(j\omega) = \sum\limits_{k=-\infty}^{\infty} C_k \cdot 2\pi \delta(\omega-k\omega_{0})$$ 其中$\omega_0 = \frac{2 \pi}{4T}$

另外,我可以制作信号$g(t)$非周期性矩形信号和$h(t)$交替脉冲序列,然后$g(t)*h(t)$应该给我我需要的信号。虽然我有一些想法,但我仍然坚持解决这个问题。请帮忙。谢谢

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尝试

2个回答

答案很简单。
我会给出 3 点来解决它:

  1. 傅里叶变换是线性的。因此$ \mathcal{ F } \left\{ \alpha f \left( x \right) + \beta g \left( x \right) \right\} = \alpha \mathcal{ F } \left\{ f \左( x \right) \right\} + \beta \mathcal{ F } \left\{ g \left( x \right) \right\} $
  2. 时间偏移$ f \left( x - {x}_{0} \right) $等于在傅里叶域中 乘以$ {e}^{-j \omega {x}_{0}} $ 。
  3. 与其解决上述情况,不如考虑一下您有 2 个周期为两倍的矩形信号,其中一个信号乘以$ -1 $并移位。

在您的情况下,只需查看正脉冲的信号即可。它的周期为$ 4T $
你有另一个信号。负脉冲信号。
它与正信号基本上是相同的信号(它也有一个$4T$的周期),但它移动了$2T$并乘以$ -1$
因此,如果您知道正数的变换,请按照我的上述观点进行操作,您就会得到负数的变换及其总和。

引理:

对于$x_{1}(t)$,傅立叶系数由$C_{n_{1}}$给出 在此处输入图像描述

$C_{n_{1}}=\dfrac{\text{幅值}\times \text{ON 持续时间}}{\text{时间周期}}\times Sa\left(n\ .\omega_{0}. \frac{\text{ON 持续时间}}{2}\right)=\dfrac{\tau}{T_{0}}\times Sa\left(n\ .\omega_{0}. \frac{{\tau }}{2}\right)=\dfrac{\sin\left(\dfrac{\pi n \tau}{T_{0}}\right)}{n\pi}$

在哪里

$Sa(\lambda x)=\dfrac{\sin \lambda x}{\lambda x}$

对于您的问题: $\tau=T ;T_{0}=4T$

还,

$x(t)$的傅里叶系数为 $ C_{n}=C_{n_{1}}(1-e^{-jn\pi})=C_{n_{1}}[1-(-1) ^n]$(通过使用@ royi 的回答中所述的线性+时移)

$C_{n}=\dfrac{\sin\left(\dfrac{\pi n }{4}\right)}{n\pi}[1-(-1)^n]$

现在您可以使用周期函数的 FT 公式找到傅立叶变换,即 $X(j\omega)$

所以,你的第一种方法是正确的。但是你的第二种方法(使用卷积)很棒(虽然我还没有检查过)