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连续和离散傅里叶变换

发布时间:2024-10-15 17:32:09 浏览量:137 作者:Paul

正文


连续和离散傅里叶变换


连续傅里叶变换


对于一个连续信号,每隔一段周期进行采样,采样时间从0开始,总共采样M次,那么可以描述为


对其做傅里叶变换得到


现在假设有这样一个信号

那么他的傅里叶变换如下


如果采样点是100个,可以得到他的振幅结果如下图


如果增加采样点到300个


这里可以看到两个两个现象。第1是本来应该只存在两个峰值,但是实际看到的是峰值周边还存在一些其他信号。第2是在离散傅里叶变换的情况下,如果对信号进行补零也能看到峰值信号旁的这些多余的峰值。


现在将上述特例改成一个更加普遍的例子,令

以测量点数作为变量,观察不同测量点数情况下的傅里叶变换情况


进一步简化上述公式后,可以看到这个和多缝衍射公式其实是相同的。


离散傅里叶


离散傅里叶变换公式如下,

对照连续傅里叶变换公式

可以看出,离散傅里叶就是对连续傅里叶变换进行抽样


举例

为了证明离散傅里叶是对连续傅里叶变换的抽样,下面举一个例子。假设一个正弦信号,频率为1Hz,采样频率100Hz,总时长为1s


如果信号是离散翻页里的,那么离散傅里变换,在复数空间可以表示为



如果是一个连续信号,可以得到信号连续傅里叶频谱,然后在去对傅里叶频谱取离散的值,可以得到和离散傅里叶变换相同的结果


连续信号下的傅里变化

离散傅里叶采样间隔为100Hz,因为;总长度为101,所以M=100;z高采样频率为,频率采样间隔为,初始频率为0。依据这些数据对连续傅里叶变换进行采样



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