恒定信号的周期性!

信息处理 信号分析 傅里叶变换 周期性的
2022-02-16 18:40:52

这可能是一个非常愚蠢的问题,但我很困惑:

  1. 如果我们对任何恒定信号进行傅里叶变换,我们会在零处得到一个脉冲,这表示它的频率为零,因此它是非重复的,并且它的周期是无穷大的。

  2. 根据周期信号的定义,因此,对于一个常数函数因此,一个常数函数是周期性的,但它的周期是未定义的或可以定义为任何东西。

    F(z+p)=F(z)
    F(z)=c
    F(z+p)=c,p>0

上述哪个论点是正确的,为什么?请澄清。提前致谢。

3个回答

正如你所说,常数函数是周期性的。如果存在使得对于所有实数 ,则信号被称为具有周期的周期或具有周期请注意,我说的是“周期”而不是“周期”——周期信号有无数个周期,甚至可能有无数个周期!x(t)ppp>0x(t+p)=x(t)t

通常,所谓信号周期实际上更正式地描述为“基本周期”,它是所有周期中最小的。

所以,一个常数信号是周期性的,它有无数个周期(因为任何实数都是一个周期),但它没有基本周期。p>0

当您有疑问时,请使用限制方法来帮助您进行扣除:

例如,您可以将恒定信号视为频率变为零时周期性正弦波IE:xC(t)=1xp(t)=cos(ω0t)

xC(t)=1=limω00cos(ω0t)

现在你知道正弦波的傅里叶变换是位于的频率脉冲;ω=ω0

F{cos(ω0t)}=πδ(ωω0)+πδ(ω+ω0)

因此在极限情况下,信号将具有xC(t)

F{1}=2πδ(ω0)=2πδ(ω)

的确是左右两股冲动汇聚到了中间,加起来了!

此时,您不必考虑周期性的定义是否适用于信号或是否有意义,因为它是退化的情况。然而,如果你愿意,你可以认为它的周期是无穷大或者为零,尽管如此,这是一个错误的考虑。xC(t)=1

如果我们对任何恒定信号进行傅里叶变换,我们会在零处得到一个脉冲,这表示它的频率为零,因此它是非重复的,并且它的周期是无穷大的。

不,这不适用于零信号(傅立叶是平坦的,没有脉冲)。另外,传统上大于零的东西是未定义的,可以是任何数字。这就是这里的情况。

周期函数使得它的值以“规则的间隔或周期”“以某种方式”重复。三角函数是很自然的例子。实际上,您可以从指数级数中推导出它们,该级数是收敛的并且有自己的导数P

中可以是多维的周期性有多种化身:最常用的是简单的周期性双周期三倍周期函数。x

在复平面(迄今为止对信号从业者最有用的)中,您可以有一个双周期函数,其中有两个不相称的最小/基本复数周期:P

P(x+x1)=P(x+x2)=P(x)

不是真实的这些被称为椭圆函数。如果您现在限制为单变量单值函数,那么 Jacobi 的定理指出,它们不可能有两个以上不同的(最小/基本)周期。x1/x2

但是周期函数可以根本没有“最小周期”,而常量函数就是这种情况:

对于所有非零实数 ,常数函数是周期性的,具有任何周期,因此没有类似于常数函数的最小周期的概念。P(x)=0x0x0