我们能否在现实中生成在傅里叶域中具有非对称幅度谱的信号?

信息处理 傅里叶变换 数字通讯 频谱
2022-02-15 09:52:38

我正在阅读通信系统,并且有一个疑问:是否有可能在现实中生成在傅里叶域中具有非对称幅度谱的信号?例如,如果我有一个信号

u(f)
或类似的东西作为傅立叶域表示在此处输入图像描述

我知道他们的傅里叶逆变换将有虚元素j在他们中,但这样做j只是象征着 90 度相移,我可以在现实中生成具有非对称傅立叶变换幅度的信号。

我读过j/j只是代表了90度的滞后或超前,但现实中是否存在这种傅里叶域中幅度谱不对称的信号?这也将清除我的疑问,即现实中是否存在这样的信号,它们的傅里叶域表示中只有正/负频率分量。

正如答案所暗示的那样j只是意味着相移,但如果一些实际允许的信号有表示jm(t), 在哪里m(t)是真实的,没有想象的成分,那么关于我必须定义的阶段。

或者在信号的傅里叶逆变换纯粹是虚数的情况下,永远不会出现这种情况。

3个回答

如果您有一个具有正交分量的二维信号,那么可以确定。只需将其中一个维度称为逆 FFT 或 DFT 的复数结果的虚部即可。这可以非常接近于多对物理测量值,例如交流电路某些拓扑结构中的电压和电流,或单边带基带 IQ 信号对(在平衡混频器调制到 RF 后表示一个 SSB 信号的两个正交电压)。

对于任何一维实信号,则否;因为任何一维实信号的 FFT 频谱总是完全共轭对称的,消除了镜像对称的虚部和对称(因此相等)的实部。您可以以任何方式更改相位,FFT 仍将是共轭对称的。如果改变信号相位,只有共轭对称向量之间的角度会改变,但虚部仍将抵消为零。

正如@Bob 所说,这取决于您对“现实中”的定义。我将忽略这篇文章中的图像,并将重点放在随时间变化的信号上。

  • 一维信号总是具有对称的幅度谱。例如,电线上的电压或电流,或存储在数字存储器中的实数序列。

  • 二维信号可能具有非对称幅度谱。例如复杂的信号,无论是数学定义的还是存储在数字存储器中的;以及两根电线上的电压或电流,其中一根标有1并同意进行复杂算术(参见9V电池与45阶段)。

在我看来,所有这些信号都存在于现实中,那么答案是肯定的,现实中的某些信号可能确实具有非对称的幅度谱。

如果“现实中的信号”是指真实的信号,那么答案是否定的。

你可以看看傅里叶变换的定义

X(ξ)=x(t)ejξtdt

看到了X(ξ)是的复共轭X(ξ),因此,频率响应将是对称的。

如果“现实中的信号”是指物理信号,那么是的,如果您有一个表示为相量的信号,那么它是可能的。执行IQ 检测的通信中的常见做法。