由連續傅裏葉變換到離散傅裏葉變換的過程
連續和離散傅裏葉變換
連續傅裏葉變換
對於(yu) 一個(ge) 連續信號,每隔一段周期
進行采樣,采樣時間從(cong) 0開始,總共采樣M次,那麽(me) 可以描述為(wei)
對其做傅裏葉變換得到
現在假設有這樣一個(ge) 信號
那麽(me) 他的傅裏葉變換如下
如果采樣點是100個(ge) ,可以得到他的振幅結果如下圖
如果增加采樣點到300個(ge)
這裏可以看到兩(liang) 個(ge) 兩(liang) 個(ge) 現象。第1是本來應該隻存在兩(liang) 個(ge) 峰值,但是實際看到的是峰值周邊還存在一些其他信號。第2是在離散傅裏葉變換的情況下,如果對信號進行補零也能看到峰值信號旁的這些多餘(yu) 的峰值。
現在將上述特例改成一個(ge) 更加普遍的例子,令
以測量點數作為(wei) 變量,觀察不同測量點數情況下的傅裏葉變換情況
進一步簡化上述公式後,可以看到這個(ge) 和多縫衍射公式其實是相同的。
離散傅裏葉
離散傅裏葉變換公式如下,
對照連續傅裏葉變換公式
可以看出,離散傅裏葉就是對連續傅裏葉變換進行抽樣
舉(ju) 例
為(wei) 了證明離散傅裏葉是對連續傅裏葉變換的抽樣,下麵舉(ju) 一個(ge) 例子。假設一個(ge) 正弦信號,頻率為(wei) 1Hz,采樣頻率100Hz,總時長為(wei) 1s
如果信號是離散翻頁裏的,那麽(me) 離散傅裏變換,在複數空間可以表示為(wei)
如果是一個(ge) 連續信號,可以得到信號連續傅裏葉頻譜,然後在去對傅裏葉頻譜取離散的值,可以得到和離散傅裏葉變換相同的結果
連續信號下的傅裏變化
離散傅裏葉采樣間隔為(wei) 100Hz,因為(wei) ;總長度為(wei) 101,所以M=100;z高采樣頻率為(wei)
,頻率采樣間隔為(wei)
,初始頻率為(wei) 0。依據這些數據對連續傅裏葉變換進行采樣
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