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此篇导图为信号与系统,其内容主要讲述傅里叶变换和系统的频域分析,概述了信号的频域分析,内容详细全面经典
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信号与系统
第三章 傅里叶变换和系统的频域分析
1.概述
信号的频域分析
3.1正交完备集 两个函数乘积积分为0
3.2 傅里叶级数
狄利赫里条件:绝对可积(一般周期信号都满足)
1.正弦余弦形式的傅氏级数
a0/2 + ancosn+bnsin
n=0时为基波分量
喔米伽=2π/t
2.余弦形式的傅氏级数
3.三角函数的傅里叶级数
奇函数对称性只有正弦分量的两倍(这种函数成为奇谐函数)
偶函数只有余弦分量的两倍(偶谐函数)
4.指数型傅里叶级数
Fn类似密度 f(t)*e*-jnwt求积分再平均
指数型级数与正余弦级数的关系
总结
3.3 周期信号的频谱和功率谱
1.周期信号的频谱
幅度频谱
相位频谱
1.三角频谱(单边频谱)
2.指数频谱(双边频谱)
n的范围为负无穷到正无穷
3.单边普和双边普的关系
幅度双边减半(零点处A0/2不变),相位谱双边关于原点对称
3.周期矩形脉冲信号的频谱分析
第一 个焦点为脉冲宽度2pa/τ
要点在于记住指数型傅里叶级数的公式
2.周期信号的功率谱和平均功率
瞬时功率
信号的平方
平均功率
周期信号总的平均功率为各次谐波分量平均功率的和
帕塞瓦尔定理
平均功率由复系数确定
功率谱
单边功率谱是双边的两倍 因为帕塞瓦尔定理(0处不变)
功率谱的作用:可以直观的看出频率中各平均功率分量随频率的分布情况: ⚫ 可以确定有效频带宽度(Bω)内谐波分量的平均功率占整个周期信 号的平均功率之比;
τ就是移位,T就是周期
3.非周期信号的频谱 傅里叶变换
不能用FN表示非周期信号了
1.频谱密度函数
傅里叶正变换由指数型级数FN变换而来
2。傅里叶正变换和反变换
矩形脉冲的傅里叶变换还是sa函数τ为脉冲宽度
3.非周期傅里叶变换的频谱
4.傅里叶变换的存在条件:
5.非周期傅里叶变换和傅里叶级数的关系
非周期作为一个周期等于Fn乘以T
6.正余弦形式的傅里叶变换
非周期信号可以看做正余弦信号的乘积(了解)
当f(t)为奇偶函数
与Fn类似
子主题
7.能量谱和功率谱
能量谱密度:Ef() 反映了信号的能量在频域的分布情况,它只与信号振幅频谱的平方有 关,与 相位频谱 无关。
功率密度函数:功率谱 功率谱 Pf()反映了信号的平均功率在频域的分布情况,与相位频谱 无关。
总结!!!!
8.典型信号的傅里叶变换
1.矩形脉冲信号(门函数)
2.正三角脉冲信号
注意τ
3.单边实指数信号
4.双边实指数
两个单边实指数相加
5.冲激信号
6.直流信号
7.符号函数
8.单位阶跃函数
单位阶跃函数为符号函数与常数1之和除以2
9.虚指数函数:看做频域右移
10.正余弦信号
欧拉公式:余弦为和/2 正弦为:差/2j
11.总结!!
4.傅里叶变换的性质
1.线性
2.对称性