Discreat fourier transform  summary

1. 傅里叶变换 与 离散傅里叶变换DFT

DFT 是一个数学过程:用于确定离散信号的频率成分。

离散信号时重连续信号中采样而得。

来看下数学语言表达:

傅里叶变换:Discreat fourier transform  summary

DFT: Discreat fourier transform  summary

2. 对于DFT的理解:

先来一段直觉上的理解:(是傅里叶变换的理解)(来句题外话:数学语言果然是最简洁精确的科学语言!!!!)

傅里叶变化是将时域的信息转到频域,重而可以重另一个角度来处理这些在时域上比较复杂的信息

这是一个时域到频域的映射过程

在频域中是由这些个‘频域分量’Discreat fourier transform  summary构成频域世界的坐标(其实本来是频率本身作为坐标的)。 我认为cos与sin只是作为频率的载体

(sin与cos函数中同时存在时间与频率cos(wt))频率与时间无法直接映射所以只能找cos这个函数作为中转站

假设时间域必可转换成频域

Discreat fourier transform  summaryDiscreat fourier transform  summary频域基本元素f       (某种联系)基本元素cos(wt)        由假设得 时域中任何信号必可用Discreat fourier transform  summary的集合表示

我们需要的是一个时间与频率的关系 这样当我们在对频率信号处理时 即是对时间信号处理

当f与cos(wt)联系上时 (cos是整个时间域上的函数)  f已经与整个时间域上所有t有啦联系

而我们需要把时间域上的幅值映射到频域   这里用到的一个方法是把某个频率的cos函数与每个时域t上的幅值相乘 ,最后相加 ,代表这个频率的幅值

至此,t与f的映射已经很明了啦

最后强调;我们只需要一种关系一种映射 我们可以变来变去 选择任何一个容易处理的状态,处理好后变成另一个我们需要的状态   只要我们清楚他们之间的关系!!!

先用欧拉公式Discreat fourier transform  summary对原式展开:Discreat fourier transform  summary

对以上各种字母的理解:

注意:ω=(2πm)/N

Discreat fourier transform  summary:为第m个DFT的输出  Discreat fourier transform  summary

Discreat fourier transform  summary为各个输入采样点的序列(值)

N :为输入序列的样点数 同时也表示经过DFT后 输出的频率点数

Discreat fourier transform  summary因此可产生的频率数为N个。   Discreat fourier transform  summary因为是离散的所以频率成分有限

(时域上输入N个采样点,在DFT后频域上会输出N个值)

(N决定频域输出结果的分辨率(即最小频率间隔) 以及计算N点DFT的处理时间)

来看看这个式子吧哪些信息联系起来啦:

Discreat fourier transform  summary

其中有相位与和幅值两个信息

Discreat fourier transform  summary

简单的表示为Discreat fourier transform  summary

幅值信息:Discreat fourier transform  summary

相位:Discreat fourier transform  summary

提一下:幅度的平方为功率谱

Discreat fourier transform  summary

强调:1.单个X(m)的输出是项与项的乘积之和,是输入采样序列与频率为m/N的正弦波的相关

2.当DFT 的输入采样值为实数时,DFT输出项是对称的。

来看下DFT 的对称性

Discreat fourier transform  summary

Discreat fourier transform  summary

当输入序列为实数时     m>N/2时频域上幅度的输出值与前半部分相同  且实部偶对称 虚部奇对称

数学解释:

Discreat fourier transform  summary

Discreat fourier transform  summary

Discreat fourier transform  summary Discreat fourier transform  summary

DFT的线性:

两个信号的DFT等于各个信号的和

Discreat fourier transform  summary

DFT泄漏

Discreat fourier transform  summary

个点与相对应的分析频率

当输入信号的频率成分不是精确等于分析频率是就会发生频率泄漏

Discreat fourier transform  summaryDiscreat fourier transform  summary

DFT输出为曲线上的离散点

Discreat fourier transform  summaryDiscreat fourier transform  summary

加窗为了使旁瓣幅度减小 从而减小泄漏

Discreat fourier transform  summary距形窗 三角窗 汗宁窗

Discreat fourier transform  summary.当旁瓣幅值减小, 同时DFT频率分辨率减小

DFT 分辨率 补零 频域采样

小结

连续傅里叶变换continuous fourier transform

Discreat fourier transform  summary

傅里叶级数 fourier series

Discreat fourier transform  summary

离散时间傅里叶变换discrete-time fourier trandform

Discreat fourier transform  summary

离散傅里叶变换discrete fourier trandform

Discreat fourier transform  summary

相关文章: