作者yaochia (Well, well done)
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标题Re: [微方]傅立叶
时间Sat Aug 11 19:54:24 2007
※ 引述《k5l220 (抖抖)》之铭言:
: 请问一下 傅立叶积分可以用在周期函数吗
: 之前算题目 有周期函数要求傅立叶积分
: 可是我不知道是题目有错还怎样
: 还是有特殊情形周期函数就可以用傅立叶积分
: 有人可以帮我解答一下吗 谢谢
可以,这是信号与系统常见的问题...
所以以下推导不是数学系所中意的,只能拿来给工程师看
请板上众高手鞭小力些..
下面我用的Fourier Transform pair定义如下:
F( x(t) ) = S x(t) exp(-j2πft) dt
-1
F( X(t) ) = S X(f) exp(j2πft) df
式子中 S 代表积分,区间均为正负无限大。一般而言,x(t)与X(f)
被称为Fourier Transform pairs, 并在工程上常以下列符号表示
x(t) <--> X(f)
-----
要用Foureir Transform要知道下面三件事情
1. 周期函数以pulse sequence表达
首先假设 S(t) 是周期函数
s(t) = S(t) for 0 <= t < T (第一个周期)
= 0 for else
那麽 S(t) = s(t) * Σ δ(t - kT) -- (1)
k
其中 * 代表convolution
注意 Σδ(t - kT) 代表在t轴上,周期为T的pulse函数序列
(1)式的意义为,s(t)和pulse序列做convolution後,就是原本的
周期函数S(t)
2. 时域上做convoultion相当於频域上相乘
接着要对S(t)做Fourier Transform之前,要先知道
一个convolution的性质,就是
x(t) * y(t) <---> X(f)Y(f) -- (2)
也就是说,两个函数x ,y在time domain做convoultion,在frequency domain
相对应的动作是这两个函数经过Fourier Transform後, X, Y相乘
3. Σ δ(t - kT) 的Fourier Transform
well, 我承认这个是背出来的结论:p, 这是众多工程用书上的结论 without proof。
这个pulse序列的Fourier Transform为另一个pulse序列:
1 k
Σ δ(t - kT) <--> --- Σ δ(f - ---) -- (3)
k T k T
----
有了以上3点,我们用这3点找 周期函数 S(t) 的Fourier transfrom:
首先利用1. 我们有 S(t) = s(t) * Σ δ(t - kT)
再来利用2. 把等号两边都取Fourier Transform,所以我们有
F( S(t) ) = F( s(t) * Σ δ(t - kT) )
= F( s(t) ) x F( Σ δ(t - kT) ) ('x'代表相乘)
1 k
利用3. = F( s(t) ) x --- Σ δ(f - ---)
T T
1 k
= Ss(f) x --- Σ δ(f - ---) (Ss(f) 代表 s(t)
T T 的FourierTransform)
1 k k
= --- Σ Ss(---) δ(f - ---)
T T T
因此,简单的说,周期函数的FourierTransform就是
先把其中一个周期里,函数的样子拿去做Fourier transform後
再把transform之後的结果,每隔 1/T 为周期,
用pulse序列取sample。
欢迎去修信号与系统你会对Fourier Transform有更直觉的认识XD
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※ 编辑: yaochia 来自: 140.112.18.215 (08/11 19:55)
1F:推 Ohwil:好文~! 08/12 23:23