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技术报告关于FFT分析器9

5.傅里叶变换与傅里叶级数的性质

5.2基本波形的傅立叶变换、逆变换

接下来,让我们看看基本的波形傅里叶变换/反变换。了解f (t)、F (ω) =R (ω) +j I (ω) 的形式。首先,让我们看看傅立叶变换/反变换的特性。

(1)对称性

f (t) 的傅立叶变换设为F (ω);

(公式5-17)

(公式5-18)

因此,若置换ω↔ t,则根据公式5-17、5-18;

(公式5-19)

中所述修改相应参数的值。公式5-19描述了傅里叶和逆变换的对称性。

(2)平移 (前进/后退)

f (t) 移动τ的f (t-τ) 的傅立叶变换F (ω),设为t-τ=x;

(公式5-20)

和F (ω) 乘以e-jωτ,即e-jωt表示圆周运动,因此在频域中相位偏移ωτ的波形。例如,如果f (t-τ) 偏离τ=1s,则在频率范围内,与F (ω) 相比,与频率成比例的相位延迟在1Hz时为2π,在2Hz时为4π,在4Hz时为8π。

(3)被称为Fourier核的函数

傅立叶变换的基本函数,称为傅立叶核。如图5-3所示。

  • 图5-3

该波形是与f (t) =1/ t相接的波形,是傅里叶变换中经常出现的基本公式,因此最好事先记住。

5.3基本函数的傅立叶变换

考虑将这些内容应用于基本函数。

(1) 方形脉冲Pt的傅立叶变换

(公式5-21)

的傅立叶变换为:

(公式5-22)

关系的图示如下所示:。

  • 图5-4
  • 图5-5

(2) 考虑频率范围内方形脉冲的逆变换

通过表示对称性的公式5-19将公式5-21和公式5-22中的ω→-t和T→a替换并除以2π:

(公式5-23)

这个公式的逆变换;

(公式5-24)

中所述修改相应参数的值。

关系的图示如下所示:。

  • 图5-6
  • 图5-7

(3) 方形波形的傅立叶变换

请考虑下图5-8所示的方形波形。对于从-T到0的值,假设前面的公式5-21和5-22中的图5-4中的方形脉冲的T为T/2并且位置移动了-T/2,则PT/2范围的傅立叶变换使T为T/2并且通过公式5-19乘以e jωT/2即可:

(公式5-25)

同样地,考虑到0到T,傅里叶变换

(公式5-26)

对于-T到T,傅里叶变换为F 1 (ω) 和F 2 (ω) 之和:

(公式5-27)

到现在为止都不带j,所以只有实数部分。因为它带有j,所以它只是虚部。如图5-9所示。

  • 图5-8
  • 图5-9

(4) 三角脉冲波

图5-10所示的三角脉冲波qt是图5-8中将Y轴设为1/T后的积分波形,因此傅里叶变换是在式5-27上乘以1/T·1/jω求得。即:

(公式5-28)

如图5-11所示。

  • 图5-10
  • 图5-11

(5) cosω 0 t从时间-T中移除

将cosω 0 t从-T到T剪切的数据被认为是cosω 0 t乘以5-3项 (1) 的Pt,换句话说,cos波形被认为是通过方形脉冲幅度调制获得的。

的傅立叶变换为:

(公式5-29)

下图5-12显示了f 0 =10/T的情况。

  • 图5-12

图5-13-1示出了等式5-29的第1项,图5-13-2示出了等式2项,其通过将图5-4中的波形移动ω 0而获得。图5-13-3示出了2个波形的和,即式5-29本身。

  • 图5-13-1
  • 图5-13-2
  • 图5-13-3

(6) sinω 0 t以时间-T到T截断

与前面的例子一样,由sinω 0 t的-T~T剪切的数据的变换为:

(公式5-30)

公式5-30中的1项和2项与前面的公式5-29相同,取其差。但请注意,由于前面有j,因此它是纯虚数。

  • 图5-14
  • 图5-15