為什麼要對訊號做傅立葉變換,訊號為什麼要進行傅立葉變換

2021-04-17 15:10:34 字數 4042 閱讀 6005

1樓:匿名使用者

從時域對映到頻域,在頻域裡分析訊號

2樓:匿名使用者

有時在時域內分析比較難,所以對映到頻域內可以簡單分析

3樓:慵懶貓咪

為了得到訊號的幅頻特性和相頻特性,在你的訊號與線性系統分析一書中有詳細介紹

4樓:匿名使用者

從時域變換到頻域,可以比較清楚的看到頻率相關的特性。

訊號為什麼要進行傅立葉變換

5樓:崈僗巈

進行這些變換的目的,是為了時域和頻域的轉化。

例如你把你的聲音訊號取樣下來,進行傅立葉變換,就可以看到其中各個頻率及其每個頻率所佔的強度,你的聲音總不可能是一個頻率吧,這個頻率當然就是實際傳輸過程中存在的。

例如把一個正弦波進行傅立葉變換,得到的結果在座標上只是一根直線,因為只有一個頻率分量。很多演算法就是把一個訊號進行f變化,然後在頻域裡進行各種演算法,然後再變回時域,如大部分的影象壓縮演算法,就是這樣的。 門函式是一個垂直的上升沿,其實是無數個頻率的正弦波在此所疊加而成,而f變換就可以看到了其中所包含的頻率,事實上頻率成份是無限的,因為你看到變換後的式子是無窮項。

因此在現實中,包括在我們電路設計中,任何電路所發出的上升沿都不是理想垂直的,如有需要只能去逼近垂直的目標。因為垂直的上升沿包含無限的頻率成分,這個任何電路都做不到。

據我所知,目前最快的垂直上升速度是大概30ps(10的-12次秒).

另外電路中上升速度不是越快越好,這點要說開就大了。

為什麼要對訊號進行頻譜分析?

6樓:假的司馬

對訊號進行頻譜分析的原因:

在看似雜亂無章的訊號中,找出一定振幅、相位、頻率的基本的正弦(餘弦)訊號中,振幅較大(能量較高)訊號對應的頻率,從而找出訊號的主要振動頻率特點。如減速機故障時,通過頻譜分析,根據各級齒輪轉速,齒數與雜音訊譜中振幅大的對比,可以快速判斷哪級齒輪損傷。

訊號譜分析是數字訊號處理的重要內容,對確定的訊號其時 域表示是確定的,其頻譜可以通 過傅立葉變換得到。但在實際應用中,攜帶資訊的訊號本質上都是隨機的,隨機訊號不能用 確定的時間函式表示,只能用概率分佈函式、概率密度函式或統計平均特性來描述。通常把 隨機訊號看作無限長度和無限能量的功率訊號,由於不滿足絕對可積,其傅立葉變換不存在 ,因此只能研究其功率在頻域的分佈,即功率譜或功率譜密度。

實際應用中人們所能得到的 隨機訊號的樣本函式總是有限長序列,根據有限長度的訊號所得的功率譜只是隨機訊號真實 功率譜的估計,稱為功率譜估計。功率譜是平穩隨機訊號在頻域上,描述各頻率分量功率分 布情況的基本特徵量,由於功率譜與相關函式之間是一對傅立葉變換,經典功率譜估計都依 據dft,而採用fft演算法,故稱之為非引數方法。

7樓:day嘎嘣脆丶

頻譜分析的意義是很明確的,就是分析訊號的頻率構成。更確切地說就是用來分析訊號中都含有哪幾種正弦波成份。反過來說就是,該訊號可以用哪幾種頻率的正弦波來合成出來。

方波訊號、正弦波訊號、三角波訊號以及白噪聲訊號等這些訊號的頻域與時域間關係明確,並且具有一定特性,熟練掌握這些典型訊號的頻譜分析可為實際工程分析做參考。頻譜分析在工程測試中應用廣泛,譬如研究噪聲頻譜尋找噪聲汙染源;又如在機床齒輪機器故障診斷中,通過測量齒輪箱上的振動訊號,進行頻譜分析,確定最大頻率分量,再根據機床轉速和轉動鏈找出故障齒輪;再譬如螺旋槳設計中,可通過頻譜分析確定螺旋槳的固有頻率和臨界轉速,確定其轉速範圍等等。

將訊號在時間域中的波形轉變為頻率域的頻譜,進而可以對訊號的資訊作定量解釋。

測試訊號的頻域分析是把訊號的幅值、相位或能量變換以頻率座標軸表示,進而分析其頻率特性的一種分析方法,又稱為頻譜分析。對訊號進行頻譜分析可以獲得更多有用資訊,如求得動態訊號中的各個頻率成分和頻率分佈範圍,求出各個頻率成分的幅值分佈和能量分佈,從而得到主要幅度和能量分佈的頻率值。

由時間函式求頻譜函式的傅立葉變換公式就是將該時間函式乘以以頻率為係數的指數函式之後,在從負無限大到正無限大的整個區間內,對時間進行積分,這樣就得到了與這個時間函式對應的,以頻率為自變數的頻譜函式。頻譜函式是訊號的頻域表示方式。根據上述傅立葉變換公式,可以求出常數(直流訊號)的頻譜函式為頻域中位於零頻率處的一個衝激函式,表示直流訊號就是一個頻率等於零的訊號。

與此相反,衝激函式的頻譜函式等於常數,表示衝激函式含有無限多個、頻率無限密集的正弦成分。同樣的,單個正弦波的頻譜函式就是頻域中位於該正弦波頻率處的一對衝激函式。

利用傅立葉變換的方法對訊號進行分解,並按頻率,使其成為頻率的函式,進而在頻率域中對訊號進行研究和處理的一種過程,稱為頻譜分析。

8樓:匿名使用者

因為要了解訊號的特性才能進行處理。比如要濾波,先要知道訊號的頻譜在**才好設計濾波器。

9樓:陳進華小鳥

因為對時間域的訊號很難分析。。頻譜只是一種數學工具,所以就建立一個新的數學模型。。就像高中數學要引入向量一樣,還有就是採用頻譜分析更能夠了解訊號的特性

為什麼要進行傅立葉變換,其物理意義是什麼

10樓:

傅立葉變換的作用就是把非正餘弦 週期(請注意必須是周期函式)函式轉化為無限個規則的正弦餘弦函式。變成規則的函式以後,雖然有無限項,但是工程取前幾項精度就夠用了。規則函式利於計算。

把難以計算甚至無法計算的函式轉化為可以計算的函式。

舉例:最前面近似矩形的函式,就是有後邊彩色各個無限項組成的。就是用傅立葉函式分解成後邊無窮多個規則正餘弦函式的。

傅立葉變換的意義

11樓:匿名使用者

傅立葉變換,表示能將滿足一定條件的某個函式表示成三角函式(正弦和/或餘弦函式)或者它們的積分的線性組合。在不同的研究領域,傅立葉變換具有多種不同的變體形式,如連續傅立葉變換和離散傅立葉變換。最初傅立葉分析是作為熱過程的解析分析的工具被提出的。

傅立葉級數和傅立葉變換其實就是我們之前討論的特徵值與特徵向量的問題。分解訊號的方法是無窮的,但分解訊號的目的是為了更加簡單地處理原來的訊號。

擴充套件資料

傅立葉變換的應用:

1、傅立葉變換是線性運算元,若賦予適當的範數,它還是酉運算元;

2、傅立葉變換的逆變換容易求出,而且形式與正變換非常類似;

4、著名的卷積定理指出:傅立葉變換可以化複雜的卷積運算為簡單的乘積運算,從而提供了計算卷積的一種簡單手段;

5、離散形式的傅立葉變換可以利用數字計算機快速的算出(其演算法稱為快速傅立葉變換演算法(fft))。

12樓:匿名使用者

傅氏變換是將時域訊號f(t)變換為頻域函式f(ω),即換個變數看訊號變化規律。虛數單位( j )不可測量,可測量的是模函式丨f(ω)丨及幅角函式φ(ω)。

13樓:沐若溪

傅立葉變換的意義:將時域問題轉換到頻域中解答,從而簡化了問題的處理

14樓:封海峰

我認為其還有更深層次的意義,主要的論述如下:

根據現在的弦理論,構成各種粒子的基本單元為高維度下震動的弦;

震動就得有頻率;

量子力學理論告訴我們能量是不連續的;能量是一份一份的,其大小是由頻率決定

相對論告訴我們,能量與質量是相等;

巨集觀時間的光學、聲學、運動學,是微觀的統計結果那麼巨集觀世界的事件發生習慣上以時間順序進行排序,即對於無規律性的波動而言在時間軸上描述變的十分困難;但是當換種角度看問題,巨集觀時間的構成是由微觀世界的不同的大量的粒子疊加而成,粒子是以不同頻率震動的,拿對這些不同的震動進行統計的疊加得到的就是時域與頻域的轉化關係。

我想這就是傅立葉變換的自然哲學意義吧

為什麼要進行傅立葉變換

15樓:電器達人

我是學電的,我從電上面解釋一下,傅立葉變換可以將不是正弦波的函式,變換成的正弦波,變換後的結果可以作為諧波分析的資料,同時將函式分為正序,負序和零序電流,可作為電力系統的電能質量的分析

16樓:匿名使用者

在微波波段,很多示波器無法正常使用,只能用頻譜分析儀將訊號進行富氏變換後顯示頻譜。此外應用富氏變換更方便確定訊號頻率等。

數字訊號處理中,離散時域訊號的傅立葉變換的物理意義怎麼理解?太抽象怎麼能具體物理形式上描述一下

連續訊號為s t 離散訊號在時域上是s t 與週期衝擊訊號的乘積傅立葉變換是由時域到頻率的變換 根據性質可以知道,時域的乘積在頻域的卷積,s t 的傅立葉變換假設是s f 衝擊函式的傅立葉變換仍然是頻域週期的衝擊函式 兩個相互卷積是什麼樣的呢?當然就是在頻域上週期的s f 了自己再想想吧,傅立葉變換...

訊號的傅立葉變換與反變換是唯一對應的嗎

f變的過程就是時域轉換到頻域的過程,逆過程是頻域轉時域。所以是唯一可逆的 個人建議你去把 複變函式與積分變換 好好看一下。是唯一對應的。連續訊號傅立葉變換的虛部對應訊號的 首先你要理解正交直角座標系,x軸是 1,0 y軸是 0,1 該座標系中所有其他 訊號與系統中講到了三種變換 傅立葉變換 拉普拉斯...

週期訊號的傅立葉變換一定是週期的嗎?離散訊號的傅立葉變換一定是連續的嗎?週期連續訊號的傅立葉變換

週期訊號 的傅bai 裡葉變換一定是週期du的,離散訊號的zhi傅立葉變換dao一定是連續回的,週期連續訊號的傅立葉變換一答定是離散。在一個週期內的極值點不會超過兩個且週期性特徵明顯。對於這類已明確具有周期特性的訊號,週期與否的判別相對簡單,週期測量的方法也很成熟完善,如 過零檢測法,脈衝整形法等。...