简述有限长序列x(n)的离散傅里叶变换dft与其傅里叶变换dtft的关系。

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简述有限长序列x(n)的离散傅里叶变换dft 与其傅里叶变换dtft的关系。

傅里叶变换是信号处理领域中重要的一种分析与处理工具,它将信号分解成一系列的正弦(余弦)波信号,从而实现信号的频域分析与处理。

在数字信号处理中,有限长序列x(n)的傅里叶变换有两种,一种是离散傅里叶变换(DFT),另一种是离散时间傅里叶变换(DTFT)。

离散傅里叶变换是一种将有限长序列x(n)转换为其频域表示的变换方法,在数字信号处理中广泛应用。

首先需要构造序列x(n)的复数形式,即x(n)=a(n)+jb(n),其中a(n)和b(n)分别为实部和虚部。

然后,对序列x(n)施加DFT变换,可以得到另一个复数序列
y(k)=c(k)+jd(k),其中k为变换后的频率序列。

具体计算公式如下:y(k)=∑x(n)exp(-j2πnk/N),n=0,1,2,...,N-1,
k=0,1,2,...,N-1
其中N为序列x(n)的长度,exp为自然对数的底数e的指数函数。

可以看出,DFT变换将有限长序列x(n)转换成了频域上的复数序列
y(k),它包含了原始序列x(n)的所有频域信息。

然而,在实际应用中,有限长序列x(n)通常是无限延拓的,即在时域上是周期性的。

在这种情况下,DFT变换并不能很好地反映信号的实际频域特征,因此需要使用DTFT变换来获取更加准确的频域信息。

DTFT变换是一种将周期性序列x(n)转换为其频域表示的变换方法。

与DFT不同的是,DTFT变换对于周期延拓的序列是无限长的,它能够反映序列所有频域成分的特征。

计算公式如下:
X(ω)=∑x(n)exp(-jωn),n∈Z
其中ω为角频率,Z为整数集合。

可以看出,DTFT变换将无限延拓的周期性序列x(n)转换成了频域上的复数函数X(ω),它包含了序列的所有频域信息。

总的来说,DFT变换和DTFT变换都是用于分析和处理有限长序列x(n)的频域特征的工具。

DFT变换适用于有限长序列,计算简单有效,但不能反映序列的周期特征;DTFT变换适用于周期性序列,能够反映序列的所有频域特征,但计算复杂。

因此,在实际应用中,需要根据信号的实际特点选择合适的变换方法。

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