傅里叶变换和脉冲函数δ( ω )δ(ω)

信息处理 傅里叶变换
2022-02-12 15:14:32

为什么脉冲函数不断出现在标准函数如、常数函数、单位步长等的傅里叶变换表达式中?(有人可以直观地解释它的含义)δ(ω)sin(t)cos(t)u(t)

2个回答

狄拉克增量脉冲的谱线外,它在任何地方都为零因此,任何具有谱线的函数,例如正弦曲线或 DC 信号(在频率处具有谱线)都具有包含狄拉克增量脉冲的傅里叶变换。这也适用于任何具有 DC 分量的函数,例如单位步长请注意,周期函数也具有由狄拉克脉冲组成的傅立叶变换,因为它们可以表示为正弦曲线的总和(傅立叶级数)。δ(ωω0)ω0ω=ω0ω0=0u(t)

因为正弦和余弦与这个符号及时地联系在一起。

傅里叶变换经典地存在于数学条件下。大多数情况下,函数需要是可积的或平方可积的,以避免膨胀到无穷大的项。

正弦、余弦、单位步长不满足上述条件。然而,由于它们是理论的核心,人们想要处理它们,这需要诉诸非标准函数(广义函数、分布)才能以某种有意义的方式(直觉)处理令人不安的无穷大。 )和实用(计算)的方式。在 Wikipedia 的Dirac delta function中,可以找到以下引用:

经典解释的问题解释如下: 经典傅里叶变换的最大缺点是可以有效计算的函数(原件)类别相当窄。也就是说,为了确保傅立叶积分的存在,这些函数必须足够快地减小到零(在无穷大附近)。例如,多项式等简单函数的傅里叶变换在经典意义上是不存在的。经典傅里叶变换对分布的扩展极大地扩大了可以变换的函数类别,这消除了许多障碍。

回报是它们应该小心处理,并且你不能总是将它们用作标准函数:例如,不应该尝试分布的乘积(类似于 )(除非你真的知道什么你在做)。您可以扩展结果,例如:如果是分布,则意味着δ2(ω)fgtf(t)=tg(t)f(t)=g(t)+cδ(t)