周期信号的傅里叶变换
周期信号虽然不满足绝对可积的条件,但其傅里叶变换是存在的。由于周期信号频谱是离散的,所以它的傅里叶变换必然也是离散的,而且是由一系列冲激信号组成。下面先讨论几种常见的周期信号的傅里叶变换,然后再讨论一般周期信号的傅里叶变换。
复指数信号的傅里叶变换
对于复指数信号     
   
因为                     
由频移性             
复指数信号是表示一个单位长度的相量以固定的角频率ω0随时间旋转,经傅里叶变换后,其频谱为集中于,强度为的冲激。这说明信号时间特性的相移对应于频域中的频率转移。
二、余弦、正弦信号的傅里叶变换
对于余弦信号 
   
其频谱函数     
对于正弦信号 
     
           
它们的波形及其频谱如图3-25所示。
周期信号的傅里叶变换公式三、单位冲激序列的傅里叶变换
若信号为单位冲激序列,即
则其傅里叶级数展开式为
对其进行傅里叶变换,并利用线性和频移性得
式中
可见,时域周期为的单位冲激序列,其傅里叶变换也是周期冲激序列,而频域周期为,冲激强度相等,均为。周期单位冲激序列波形、傅里叶系数与频谱函数如图3-26所示。
四、一般周期信号的傅里叶变换
对于一般周期为T的周期信号,其指数型傅里叶级数展开式为
式中,.
对上式两边取傅里叶变换,并利用其线性和频移性,且考虑到与时间无关,可得
(3-82)表明,一般周期信号的傅里叶变换(频谱函数)是由无穷多个冲激函数组成,这些冲激函数位于信号的各谐波频率处,其强度为相应傅里叶级数系数倍。
可见,周期信号的频谱是离散的。但由于傅里叶变换是反映频谱密度的概念,因此周期信号的傅里叶变换不同于傅里叶系数,它不是有限值,而是冲激函数,这表明在无穷小的频带范围(即谐频点)取得了无穷大的频谱值。
3-20  3-27(a)表示一周期为,脉冲宽度为,幅度为1的周期性矩形脉冲信号,记为。试求其频谱函数。

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