解释上的差异: (rads/s) vs. ω (rads) 和X(ω) vs. X(e^{jω})ωωωωX( ω )X(ω)X(eω _)X(ejω)

信息处理 离散信号 傅里叶变换 文件
2022-02-20 12:40:44

连续时间信号x(t)的傅立叶变换是X(ω),其中ω的单位是弧度/秒。对于离散信号x(n),DTFT 是X(ejω),其中ω的单位是弧度。显然,FT 和 DTFT的ω

问题

ω (rads/s) 和ω (rads)的解释有何不同ω

如果我们将X(ωi)解释为幅度或|X(ωi)|2解释为与频率分量ωi相关的能量,那么我们应该如何解释X(ejωi)|X(ejωi)|2 ?

提前致谢。

2个回答

大多数人从本书中学习(或尝试)DSP

奥本海姆和舍弗,(1999 年)。离散时间信号处理。培生教育。

并且用于连续时间,而用于离散时间,这就是它们保持符号一致的方式。通常两者都是连续的,当您考虑 DFT 和/或傅里叶级数时,这可能会导致一些混淆。Ωω

在过去,是的 DSP 主要由具有源自某些物理问题的连续时间信号背景的人实践,并且的符号约定通常为(以远拉德/秒为单位)。ω2πf

当时的大多数书籍都倾向于从一些一般的线性系统理论开始,然后再进行抽样。我认为 Oppenheim 和 Schaefer 的最新版本要等到第 4 章才能介绍抽样。

教过和写过 DSP 的人认识到,包括采样率并不是真正必要的。我的第一堂 DSP 课是由一个做自适应波束形成的人教的,他介绍了统一采样的概念,所以我们所有的滤波器频率响应都绘制在 -1/2 到 1/2 Hz 之间. 当你回到你的物理问题时,你只需要根据你的实际采样率来衡量一切。fs=1 sample/second

随着时间的推移,时间序列变得越来越清楚,比如股票市场时间序列,它们在时间上本质上是离散的,很多 DSP 并不真正需要参考时间,而像图像处理这样的东西也确实不需要,所以要更一般地说,似乎已成为最常见的符号。你现在也可以把你的书卖给金融专业。ω

符号插入 Z 变换时很方便(如果单位圆在收敛区域内),并且强化了函数或组合的概念的周期性函数,是周期性的。X(ejω)ejωejω

符号需要在它所在的上下文中进行解释,可以是离散时间,也可以是连续时间。X(ω)

所以,你的问题的答案是:上下文。

作为一个说美国英语的人,我很自然地认为这是完整的故事,但是从俄语(或法语,或....) DSP 文献中学习的人很可能会有不同的解释。

离散信号的单位rads/sample(或只是rads,隐含“ /sample ”)表示连续样本之间的相位如何增加(与 rads/second 表示连续秒之间相位如何增加的方式完全相同)。一些具有真实正弦曲线的示例(在复平面中可视化相量可能会有所帮助,它在实轴上的投影将是这些示例中的值):

  1. 信号x(n)=[...,1,1,1,1,1,1...]的频率为π rads/sample,因为它从样本向前(逆时针)π rads取样。
  2. 信号的频率为 rads/sample,因为它向前移动(逆时针方向)拉德从样品到样品。x(n)=[...,1,0,1,0,1,0,1,0...]π/2π/2
  3. 信号的频率为 rads/sample,因为它向后(顺时针)移动从样本到样本的x(n)=[...,1,0,1,0,1,0,1,0...]π/2π/2

离散域的带宽有限,除此之外,频谱会重复。另外,。所以, rads /second 映射到 rads/sample(或只是 rads...)。(π,π]2fmax<fsamplingfsampling/2π

符号只是符号,有助于说明 DTFT 的循环性质,因为的周期为(所以,如果你插入 34 rads/sample,你知道,没有看到 ) 的表达式,它与插入 0 rads/sample) 相同。在您的问题中,这两种表达方式的含义完全相同。X(ejω)f(ω)=ejω2ππX(ejω