据我了解,当输入信号在时间上是离散的并且我们想要找到傅里叶变换的系数时,使用 DTFT 并且频域中的系数是周期性的,但我不明白为什么?如果DTFT系数是周期性的,为什么频域中连续信号的系数不是周期性的?
为什么 DTFT 系数是周期性的,为什么连续傅立叶变换系数不是周期性的?
信息处理
离散信号
傅里叶变换
连续信号
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2022-02-12 04:03:27
3个回答
@Maximilian Matthé 的解释是这个问题的标准和正式的方法。但我认为这不是直观且易于理解的原因。下面,我将尝试从另一个方面进行解释。
首先,周期性意味着无限。对于时空域的信号,其周期性比较容易实现,例如周期性地无限扩展。但是对于频域来说,就大不一样了。不同的位置意味着不同的部件具有不同的变化速度。因此,如果在频域中预期周期性,则在时间/空间域中预期无限快速变化。在我们生活的现实世界中,大多数信号都是平滑变化的,因此在频域是不可能出现周期性的。而对于离散时间信号,该模型基于函数,其变化是无限急剧和快速的,因此在这种情况下周期性成为可能。
DTFT 的结果是周期性的,因为任何离散时间信号都具有连续频谱。例如,这可以通过以下方式解释:
令为时间连续信号。现在,使其离散对应于将其与 Dirac-Train 相乘:
考虑(连续)傅里叶变换的卷积定理并注意到
我们有
现在,我们可以直接将卷积表示为:
因此,离散信号的频谱是周期性的,周期为 1/T(即采样频率)。
任何离散信号的频谱都有 2*pi 的周期。因此,傅立叶系数以 2*pi 的间隔周期性地出现。而 ,在连续时间信号的情况下,频谱没有这样的确定周期。
我希望这能解决您的疑问。
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