Некоторые свойства преобразования Фурье

Содержание

Слайд 2

Изменение масштаба времени s2(t)=s1(nt), n > 1. Вводя новую переменную интегрирования

Изменение масштаба времени

s2(t)=s1(nt), n > 1.

Вводя новую переменную интегрирования τ=nt, получаем

При сжатии

сигнала в n раз на временной оси во столько же раз
расширяется его спектр на оси частот. Модуль спектральной
плотности при этом уменьшается в n раз.
Слайд 3

Смещение спектра сигнала Применим (2.6) к произведению s(t)cos(ω0t+θ0) Из выражения (2.16)

Смещение спектра сигнала

Применим (2.6) к произведению s(t)cos(ω0t+θ0)

Из выражения (2.16) вытекает, что

расщепление спектра на две части, смещенные соответственно на +ω0 и –ω0 эквивалентно умножению функции s(t) на гармоническое колебание cosω0t
(при θ0=0).

где

– спектральная плотность сигнала s(t).

(2.16)

Слайд 4

Дифференцирование и интегрирование сигнала *Производная функции еiωt равна iωеiωt. (2.17) Аналогичным

Дифференцирование и интегрирование сигнала

*Производная функции еiωt равна iωеiωt.

(2.17)

Аналогичным образом можно показать,

что сигналу

соответствует спектральная плотность

(2.18)

*Данная операция законна только для сигналов, отвечающих
условию S(0) = 0, т.е. для сигналов с нулевой площадью .

Слайд 5

Сложение сигналов Так как преобразование Фурье является линейным, очевидно, что при

Сложение сигналов

Так как преобразование Фурье является линейным, очевидно, что
при сложении сигналов

s1(t), s2(t),..., обладающих спектрами
суммарному сигналу s(t)=s1(t)+s2(t)+... соответст-
вует спектр

Произведение двух сигналов

Пусть рассматриваемый сигнал s(t) является произведением
двух функций времени f(t) и g(t).

(2.19)

Слайд 6

(2.20) В частном случае ω=0 Заменяя х на ω, получаем (2.21) Здесь

(2.20)

В частном случае ω=0

Заменяя х на ω, получаем

(2.21)

Здесь

Слайд 7

Аналогично можно показать, что произведению двух спектров соответствует функция времени s(t),

Аналогично можно показать, что произведению двух спектров
соответствует функция времени s(t), являющаяся

сверткой функций
f(t) и g(t):

Последнее выражение особенно широко используется при анализе
передачи сигналов через линейные цепи. В этом случае функции
времени f(t) и g(t) имеют смысл соответственно входного сигнала
и импульсной характеристики цепи, a и – спектральной плотности сигнала и передаточной функции цепи.

(2.22)

Слайд 8

Взаимная заменяемость ω и t в преобразованиях Фурье Если s(t) есть

Взаимная заменяемость ω и t в преобразованиях Фурье

Если s(t) есть функция,

четная относительно t, то функция
есть функция вещественная и четная относительно ω:

2. Если s(t) нечетна относительно t, то нечетная и чисто
мнимая функция.

3. Если, наконец, s(t) не является четной или нечетной функцией
относительно t, то ее можно разложить на две функции: четную
s1(t) и нечетную s2(t). При этом представляет комплексную
функцию, причем действительная её часть чётна, а мнимая
нёчетна относительно ω.

Слайд 9

Из п. 1 вытекает, что при четной функции s(t) можно произвольно

Из п. 1 вытекает, что при четной функции s(t) можно произвольно
выбирать

знак перед t в обратном преобразовании Фурье [см. (2.7)]:
выберем знак минус и запишем формулу (2.7) в виде

Заменим переменную интегрирования ω на t и параметр t на ω.
Тогда левая часть должна быть записана в виде функции от
аргумента ω

(2.23)

Этот результат показывает, что переменные ω и t в преобразованиях Фурье взаимно заменимы; если колебанию (четному) s(t) соответ- ствует спектр , то колебанию соответствует спектр 2πs(ω).