傅里叶变换 周期函数

1. 非周期信号的表示:连续时间傅里叶变换

为了对傅里叶变换的实质进行更深入的了解我们先从一个连续时间周期方波的傅里叶級数表示着手。即在一个周期内

以周期 \(T\) 周期重复,如下图所示

该方波信号的傅里叶级数系数 \(a_k\)

理解(1) 式的另一种方式是把它当作一個包络函数的样本,即

的包络就与 \(T\) 无关如下图所示。

从该图可以看出随着 \(T\) 增加,该包络就被以愈来愈密集的间隔采样随着 \(T\) 变得任意夶,原来的周期方波就趋近于一个矩形脉冲(也就是说在时域保留下的是一个非周期信号,它对应于原方波的一个周期)

与此同时,傅里叶级数(乘以 \(T\) 后)作为包络上的样本也变得愈来愈密集这从某种意义上来说,随着 \(T\to \infty\)傅里叶级数就趋近于这个包络函数。

这个例子說明了对非周期信号建立傅里叶表示的基本思想可以把非周期信号当作一个周期任意大的极限来看待

这时候系数 \(a_k\) 可以写为

0\),式(8)嘚右边就过渡为一个积分

(9)式和 (10)式被称为傅里叶变换对。函数 \(X(j\omega)\) 称为 \(X(t)\)傅里叶变换或傅里叶积分也通常被称为频谱,而 (9)式称為傅里叶反变换式

sinc 函数通常所用的形式为

2. 周期信号的傅里叶变换

将上面的结果再加以推广,如果 \(X(j\omega)\) 是在频率上等间隔的一组冲激函数的线性组合即

那么利用式(9),可得

可以看出式(15)就是一个周期信号所给出的傅里叶级数表示。因此一个傅里葉级数系数为 \(\{a_k\}\) 的周期信号的傅里叶变换,可以看成是出现在成谐波关系的频率上的一串冲激函数发生于第 \(k\) 次谐波频率 \(k\omega_0\) 上的冲激函数的面積是第

3. 连续时间傅里叶变换性质

这个性质说明:信号在时间上移位,并不改变它的傅里叶变换的模

3.3. 共轭及共轭对称性

共轭性质就能证明,若 \(x(t)\) 为实函数那么 \(X(j\omega)\) 就具有共轭对称性,即

这就是说傅里叶变换的实部是频率嘚偶函数,而虚部则是频率的奇函数

3.5. 时间与频率的尺度变换
3.7. 帕斯瓦尔定理

两个信号在时域内的卷积就等于它们傅里叶变换的乘积。

两个信号在时域内的相乘就对应于频域内的卷积

4. 傅里叶变换性质和基本傅里叶变化列表


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说到连续时间傅里叶变换的基本性质想必大家肯定有所了解,当然教材都有介绍这里我也是基于一些教材的证明进行介绍,同时也对其过程有所说明首先先来聊点虛的,话说性质为什么要了解这玩意,其实性质就是根据那最原始的变换式子推出来的其可以帮助我们更好的简化运算当面对一些复雜的信号时或者说一些你可以通过结论直接就获取的信号,换句话其就是是结论省去了你自己去推导的麻烦过程所以呢,我们有必要去叻解并且掌握这些基本性质哈哈,说聊点虚的可能语句逻辑有点混乱,不管啦进入正题:
先给出所有性质的源头“傅里叶变换对”,另外傅里叶变换对应的系统是线性时不变系统即LTI系统所有性质都是在该公式以及LTI系统的基础上进行推导获得的*

1、线性性质 对于线性性质,很显然我们可以轻易获得主要是根据系统是LTI系统,即系统具有线性性质再根据我们之前学习的线性性质即推出可以,此处补充線性性质的 特性如下:


那在此处便是即连续时间信号在时域的线性组合等于其在频域的线性组合
说明:线性性质其实可以说是最常用的性质,它常常在我们不经意间就使用了其实该性质不单单是在连续时间信号的分析中这样,在以后的离散时间信号分析、S分析、Z分析都昰一样的它们都是具有这个性质,可以说这是所有线性系统的通用性质

2、时移性质说明:所以说根据上述分析,一个连续信号对应时迻变化的傅立叶变换相当于原信号乘上e^(-jwt0)因子对应以后的求解有时移的连续信号的傅里叶变化,在给定原信号的傅里叶变换时我们就可鉯轻易的推导出该信号的傅里叶变换。


说明:根据上述分析其实频移性质与时移性质有所类似,这在后面也被成为对偶性这个性质再紟后的调制是有这个十分重要的重要,我们都知道调制就是要把低频搬到适合信道传输的高频段去其实就是频移性质起的作用。而对于仩述两个性质为了好记,我自己总结了一个小口令时移不变频移变,要变就变正负号其就是对应与相应符号的变化。

4、共轭与共轭對称性 共轭对称性:满足下列公式的关系


说明:这个性质可以推出很重要其它性质如**“若x(t)为实函数,则其傅里叶变换的实部为偶函数虛部为奇函数或者模为偶函数,相位为奇函数”另外还有实偶信号的傅里叶变换是实偶函数,实奇信号的傅里叶变换是虚奇函数等性质其实证明起来也不会复杂,后面我将单独总结一下
说明:时间反转性质没什么可说的主要注意推导过程中的上下限变换,有时一不留鉮可能就会推出-X(-jw)的错误结果**

6、时间与频率尺度变换


说明:对于时间与频率尺度变换的性质有时容易把1/|a|的绝对值因子去掉从而获得错误的結果。当然也可以从这个形成推出时间反转的性质“当a=-1时即有
说明:卷积性质其实是很常用的也是最基本,我们可以记成时域卷积频域楿乘
说明:相乘性质在通信学习的原理中有着十分重要的意义另一方面也可以把它成为调制,其与卷积性质有着对偶关系
说明:时域微汾性质常常可以用于将微分方程转换成代数方程(时域的微分等于频域的jw乘性因子)并且可以利用先求一个简单可求信号的傅里叶变换求其(较难求)微分的傅里叶变换。
说明:其实其完全可以按照时域微分的思路理解只是其有直流分量项的干扰,所以当无直流分量时則其就是
说明:帕斯瓦尔定理其实就是能量守恒定律其本质是时域与频域能量守恒,但应注意其与周期信号的有所不同
连续时间信号嘚傅里叶变换性质大概就这些,对于其中可能出现的错误希望大家能够多多指正
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在通知管理层后审计人员决定進行舞弊调查。审计人员确认了最可能牵涉在舞弊中的团体如果真有舞弊发生的话。审计人员给每个可能参与舞弊的人发送了一封私人嘚电子邮件表明了调查的性质,劝这些人与审计人员合作解释舞弊的性质。审计人员直称这是严格的审计调查并不牵涉法律部门。這一特定交流方式的主要问题是() 正确。 错误 新中国成立以后,特别是十一届三中全会之后我国最先出现的审计形式是()。 正確 错误。 《阿拉木汗》是流传在新疆()的双人舞歌曲 正确。 错误 简述高处作业的级别。 正确 错误。 查看当前计算机的IP地址用鼠标左键双击()项目。 正确 错误。 序列的傅里叶变换是周期函数

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