傅里叶级数优缺点

傅里叶级数

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本文目录

  1. 离散傅里叶变换的物理含义是什么离散傅里叶
  2. Fourier方法的优缺点
  3. 适用于周期性干扰的四字滤波方法是
  4. 傅里叶级数优缺点

离散傅里叶变换的物理含义是什么离散傅里叶

1、DFT离散傅立叶变换的过程是:对于离散数据进行周期延拓,对这个离散周期信号求DFS(离散周期信号傅立叶级数),这个级数也是离散的,周期的,取其中一个周期就得到了离散信号傅立叶变换。所以说“认为原信号是周期的”这基本没问题。

2、某个频点上的值本来就看不出原来信号的时域特征,也就是说傅立叶变换本身在时频域的局部性分析上就存在缺陷,所以以后才出现了小波变换。比如一个方波在频域是一个sinc函数,你从sinc函数的一个局部位置能看出这个信号在时域上是什么样吗?这个是不可能的。

3、现在信号本身就是离散的,不存在采样的问题。如果信号本身是连续的,那采样应该是进行DFT之前的步骤,不要混为一谈。如果采样不存在问题,那么没人会把1.3个周期内的点进行延拓来求傅立叶变换,因为这本身就是错的。采样故意采成非整周期的情况,估计那个人脑子有毛病4、一个能量信号的能量谱就是它频谱的模的平方,那么你直接看某个频点上幅度大,应该就表示它在这个频率点上的能量较大。

Fourier方法的优缺点

Fourier傅立叶方法的缺点是无法处理非平稳信号,优点是能很好地刻画信号的频率特性,是一种最常用最基本的分析方法。

适用于周期性干扰的四字滤波方法是

1四字滤波法2因为四字滤波法是在保留随机波动的前提下,将周期性干扰滤掉,这种滤波方法专门用于周期性干扰比较明显的信号上,可以将周期性干扰滤减到很小,并且不会破坏信号的整体波形3一种非常常用的数字滤波方法,可以应用于信号处理、仪器仪表等领域,并且效果很好,值得广泛应用。

傅里叶级数优缺点

收敛性

傅里叶级数的收敛性:满足狄利赫里条件的周期函数表示成的傅里叶级数都收敛。狄利赫里条件如下:

?

傅里叶级数

在任何周期内,x(t)须绝对可积;在任一有限区间中,x(t)只能取有限个最大值或最小值;

在任何有限区间上,x(t)只能有有限个第一类间断点。

吉布斯现象:在x(t)的不可导点上,如果我们只取(1)式右边的无穷级数中的有限项作和x(t),那么x(t)在这些点上会有起伏。一个简单的例子是方波信号。

正交性

所谓的两个不同向量正交是指它们的内积为0,这也就意味着这两个向量之间没有任何相关性,例如,在三维欧氏空间中,互相垂直的向量之间是正交的。事实上,正交是垂直在数学上的的一种抽象化和一般化。一组n个互相正交的向量必然是线性无关的,所以必然可以张成一个n维空间,也就是说,空间中的任何一个向量可以用它们来线性表出。三角函数族的正交性用公式表示出来就是:

?

?

?

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傅里叶级数

奇偶性

?

f_o(x)

?

f_e(x)

奇函数,可以表示为正弦级数,而偶函数,则可以表示成余弦级数:

?

?

?

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傅里叶级数

只要注意到欧拉公式:,这些公式便可以很容易从上面傅里叶级数的公式中导出。

广义傅里叶级数

类似于几何空间上矢量的正交分解,周期函数的傅里叶级数是在内积空间上函数的正交分解。其正交分解从?基推广到Legendre(勒让特,1775-1837)多项式和Haar(哈尔,1885-1993)小波基等,称为广义傅里叶级数。

任何正交函数系?,如果定义在[a,b]上的函数f(x)只具有有限个第一类间断点,那么如果f(x)满足封闭性方程:

?

?

(4),那么级数(5)必然收敛于f(x),其中:

?

?

傅里叶级数

(6)。事实上,无论(5)时是否收敛,我们总有:

?

成立,这称作贝塞尔(Bessel)不等式。此外,式(6)是很容易由正交性推出的,因为对于任意的单位正交基?,向量x在?上的投影总为?。[2]

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傅里叶级数的和函数

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