有界信号的 DFT (FFT) 系数的上限

信息处理 fft 自由度 数学
2021-12-24 05:48:37

我有一个离散信号x[n]长度说1024,这样:

1x[n]1,n

然后让y[k]是它的 DFT。

是否有上限|y[k]|? (即对于有界信号的 DFT)

3个回答

您可以获得 DFT 幅度的界限x[n](|x[n]|1) 如下:

(1)|X[k]|=|n=0N1x[n]ejkn2π/N|n=0N1|x[n]|Nmaxn|x[n]|=N

请注意,对于信号x[n]=ej2πnl/NlZ,界限很紧。然而,对于大多数其他具有|x[n]|1的信号,您会发现|X[k]|大大小于(1)给出的界限。

上限将是的所有样本的相干总和。x[x]

具体来说:

X[k]=n=0N1x[n]expj2πnkN|n=0N1x[n]expj2πnkN|n=0N1|x[n]expj2πnkN|n=0N1|x[n]|Nmaxn{|x[n]|}

如果您添加信息你可以说你受到的限制。n|x[n]|1N

我希望这有帮助...

FFT 的所有计算系数都将低于信号的最大幅度。当然,我的意思是归一化 FFT,您必须将它们中的每一个除以序列的长度(在矩形窗口的情况下)。您应该考虑的两种情况是:

  • 之间变化的正弦曲线在其频率处产生明显的频谱峰值,幅度为这就是我们所期望的111

  • 你有两个(或更多)正弦曲线,它们中的每一个也有单位幅度。它们的叠加可能会产生幅度高于的信号(您的信号 ) 。您可以在下面的图中观察到这一点。虽然当你做 FFT 时,你会得到两个独立的振幅为的峰值。这意味着您无法获得频谱峰值高于时域幅度的信号。x[n]11

  • 在某些情况下,您还会遇到泄漏问题,并且峰值的幅度会比应有的低一点。但这也确保您在时域中不会获得超过最大绝对值。

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