常用信号的傅里叶变换
通信第三章 常见函数的傅里叶变换
(t)
…
-T0 O T0 2T0 t
求T0 (t) 的指数傅里叶级数和三角傅里叶级数。
解
Fn
1 T0
T0 2
T0 2
(t)e jn0tdt
1 T0
T0 (t)
1 T0
e jn0t
n
a0
1 T0
又
an
2 T0
T0 2
T0 2
(t) cos
n0tdt
2 T0
bn 0
T0 (t)
的三角傅里叶级数为：T0
第3章 傅里叶变换
重点：
1.傅里叶级数定义及适用条件 2.常见周期信号的频谱,非周期性信号的频谱 3.傅里叶变换的定义及适用条件及性质 4.周期信号的傅里叶变换 5.抽样定理 6.功率频谱与能量频谱 7.系统频域分析法 8.希尔伯特变换
3.1 傅里叶变换的产生
傅里叶1768年生于法国,1807年提 出“任何周期信号都可用正弦函数 级数表示”, 1822年在“热的分析 理论”一书中再次提出。1829年 狄里赫利给出傅里叶变换收敛条件。 傅里叶变换得到大规模的应用，则 是到了上世纪60年代之后。
nT0 )
n
[ A
A T0
(t
nT0 )][u(t
nT0 )
u(t
(n
1)T0 )]
将 f (t) 去除直流分量，则仅剩交流分量 fAC (t)
fAC (t)
f
(t)
A [u(t
T n 0
nT0 ) u(t
(n 1)T0 )]
n
[
A
A T0
(t
nT0
)]{
(t
nT0
)
（2）利用直接法求解
常用信号的傅里叶变换
ω1 Sa (ω 1t ) 2 cos ω c t f 5 ( t ) = f ( t ) 2 cos ω c t = π
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若再有 6 (ω ) = (ω ωc )t1
f 6 (t ) = f 5 (t t1 )
则
若又有 7
=
2ω1
π
Sa [ω1 (t t1 )] cos[ ω c (t t1 )]
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8. 周期信号
An jnΩt 2π fT (t ) = ∑ e , Ω = T n=∞ 2
+∞
+∞ +∞
An FT ( jω) = ∑ 2πδ(ω nΩ) = π ∑ An δ(ω nΩ) 则 n=∞ 2 n=∞
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9. 周期性冲激序列
f (t ) = =
π 4ω = {δ(ω+ ωc ) + δ(ω ωc )}+ 2 2 2 j(ω ωc )
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4. 尺度变换(比例)性质:
1 ω f ( at ) F( j ) |a | a , a ≠ 0
< Bτ = 常数 >
例:
f ( at t 0 ) ?
j
ω
a
t0
=
dF ( j ω ) j ω dF ( j ω ) j e = e dω dω
j (ω +
π
2
)
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8. 卷积定理 (1) 时域卷积定理: f1 (t ) * f 2 (t ) F1 ( jω) F2 ( jω)
常用信号的傅里叶变换
常用信号的傅里叶变换傅里叶变换是一种将时域信号转换为频域信号的数学工具。
对于任意一个周期信号，傅里叶变换可以将其表示成一系列正弦波的叠加形式，从而更好地理解和处理信号。
在实际应用中，有很多信号都需要进行傅里叶变换。
下面介绍一些常用信号的傅里叶变换。
1. 正弦信号正弦信号是一种最基本的周期信号，其函数形式为y=sin(wt)，其中w为角频率。
通过傅里叶变换，可以将正弦信号表示为一组频率为w的正弦波的叠加形式，即：y(t) = A1*sin(wt) + A2*sin(2wt) + A3*sin(3wt) + …其中，An为振幅，表示第n个正弦波的幅度。
2. 方波信号方波信号是一种由周期为T的矩形波形组成的信号，其函数形式为：y(t) = sgn(sin(wt))其中，sgn表示符号函数，即当sin(wt)>0时，sgn(sin(wt))=1，否则sgn(sin(wt))=-1。
通过傅里叶变换，可以将方波信号表示为一组频率为w的正弦波的叠加形式，即：y(t) = (4/pi)*[sin(wt) + (1/3)*sin(3wt) + (1/5)*sin(5wt) + …]3. 带限信号带限信号是指信号的频率范围有限，通常是指截止频率为一定值的信号。
通过傅里叶变换，可以将带限信号表示为一组频率在一定范围内的正弦波的叠加形式，即：y(t) = (1/2*pi)*Int[-w0,w0]{F(w)*e^(jwt)dw}其中，F(w)为信号的频谱，w0为信号的截止频率，Int表示积分运算。
以上三种信号只是常用信号中的一部分，实际应用中还有很多其他类型的信号需要进行傅里叶变换。
傅里叶变换不仅可以分析信号的频域特性，还可以用于信号的滤波、压缩、编码等方面，具有广泛的应用价值。
傅里叶变换性质及常见函数傅里叶变换总结,表格打印版
（为虚、奇函数）
7
奇偶性
（为实、偶函数）
（为实、偶函数）
（为实、奇函数）
（为虚、奇函数）
8
尺度展缩
，
9
时域延迟
，
10
频移
▲初值：
（条件:）
（条件:）
（条件： ）
11
时域微分
▲ 函数的性质
·
·
＊
＊
·
·
＊ ；
＊
·
·
＊
＊
·
12
时域积分
பைடு நூலகம்13
频域微分
14
频域积分
15
时域卷积
16
频域卷积
17
时域抽烟
序号
性质名称
▲信号功率:
（直流分量+各次谐波分量）
▲能量信号:
1.一个信号只能是功率信号或
能量信号二者之一,但也可
以两者都不是。
2.直流信号与周期信号为功率
信号；收敛和有界的非周期
信号为能量信号。
3.功率信号能量为∞,能量信
号功率为0.
1
唯一性
2
齐次性
3
叠加性
4
线性
5
折叠性
6
对称性
（一般函数）
（为实、偶函数）
18
频域抽样
常用时间信号傅里叶变换
常用非周期信号的傅里叶变换
周期信号的傅里叶变换
序号
↔
1
1
↔
2
↔
3
单位直流信号1
↔
4
5
6
一般周期信号
↔
其中
或,
或 ，
五种傅里叶变换的比较
五种傅里叶变换包括常规的傅里叶变换（FT）、短时傅里叶变换（STFT）、小波变换（WT）、希尔伯特变换（HT）和希尔伯特黄变换（HHT）。
它们的主要区别和联系如下：
1. 傅里叶变换（FT）：将一个以时间t为自变量的连续的信号f(t)转换为以频率为自变量的函数F(jf)，该函数是复数形式的。
此变换的前提是信号是平稳的，即其频率特性不会随时间变化。
2. 短时傅里叶变换（STFT）：在傅里叶变换的基础上，对每个时间段内的信号进行傅里叶变换，从而得到该时间段的频谱。
STFT可以处理非平稳信号，因为其可以将信号的时间依赖性和频率依赖性分开。
3. 小波变换（WT）：与傅里叶变换类似，小波变换也是将信号分解成不同的频率成分。
不同的是，小波变换使用的是小波基，可以更好地适应处理非平稳信号。
4. 希尔伯特变换（HT）：对一个信号进行希尔伯特变换可以得到该信号的解析信号，该解析信号可以更好地表示信号的相位信息。
5. 希尔伯特黄变换（HHT）：是一种用于处理非线性和非平稳信号的变换，其基于经验模式分解（EMD），可以将信号分解成一系列固有模式函数（IMF）。
每个IMF都可以进行希尔伯特变换，从而得到该IMF的相位信息。
总的来说，五种傅里叶变换都是为了更好地处理和解析信号，选择哪种变换取决于具体的应用场景和信号的性质。
常见的傅里叶变换
常见的傅里叶变换
傅里叶变换（FourierTransformation）是在数学术语中指任何将时域信号转换成频域信号（包括反向转换）的一种算法。
它可以将任何时域函数转换为复杂的频率函数，并使用它来衡量信号的性质。
这种变换的另一种表达形式是“Fourier分析”，它可以用于分析和解释复杂的信号，以及从中提取有关信号频率和振幅的信息。
傅里叶变换的主要用途是将复杂的时域信号转换为频域信号，以便快速获取信号的性质。
它也被广泛用于信号处理，数字信号处理，图像处理，科学可视化，生物信号处理，信号检测，滤波器设计等领域。
它可以提取有关信号的重要特征，包括频率，振幅，相位等，这些特征在信号分析，处理和重构方面非常重要。
在数学中，傅里叶变换可以用来进行积分及其反向变换，以及用于传输函数系统的稳定性分析。
此外，它也可以用于语音处理，设计滤波器，图像处理等方面。
常见的傅里叶变换有：
1. 傅里叶变换（Fourier Transform）：这是最基本的傅里叶变换，它用于将时域函数转换为频域函数。
2. 快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform）：它是基于傅里叶变换的优化算法，可以将复杂信号的傅里叶变换运算时间减少到计算机可承受的最低水平。
3. 非负傅里叶变换（Non-negative Fourier Transform）：它是一种特殊的傅里叶变换，它只用非负数来表示傅里叶变换的系数，这
样可以更加精确地表示一个原始信号的复杂结构。
4. 小波变换（Wavelet Transform）：它是一种相对傅里叶变换而言的更加复杂的算法，它可以更精确地描述复杂信号，更有效地提取信号特征。
014第三章-5常用信号的傅里叶变换
jct
jc t
F ( j( c ))
相乘，等效于在
频域中将整个频谱向频率增加方向搬移c
F f (t )e
jct
f (t )e
jct jt
e
dt dt F j jc
f (t )e
j c t
例：已知 f (t ) F ( j ) 求 f (t ) cosc t 的频谱。 解：
四、尺度变换特性（时域频域成反比）
1 若：f (t ) F ( j ) 则 f (at) F ( j ) a a
扩展
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扩展
2 A Sa( )
ASa (
2
)
A Sa ( ) 2 4
四、尺度变换特性（时域频域成反比）
1 若：f (t ) F ( j ) 则 f (at) F ( j ) a a
t
记 f1 (t ) e (t )
1 F f1 (t ) j
则 f (t ) e
|t|
t f1 (t ) f1 (t )
F ( j) F[ f1 (t )] F[ f1 (t )]
F1 ( j) F ( j)
* 1
F f at
f at e
若不符合绝对可积条件则不能直接计算， 但可通过其它变换对推出，并且一般含有 冲激函数。
常用信号的傅氏变换—8 8、周期性冲激序列δT(t)
间隔为T的均匀冲激序列， 以符号δT(t)表示
δT(t)是一个周期函数，可以展开成傅里叶级数：
1 jnt T (t ) (t nT ) An e 2 n n
8个典型信号的傅里叶变换
8个典型信号的傅里叶变换1. 常数信号（直流信号）这个常数信号啊，就像一个超级稳定的家伙，一直保持一个值不变。
它的傅里叶变换可有趣啦，就是一个冲激函数（狄拉克函数）在频率为0的地方。
你可以想象啊，常数信号就只有一个频率成分，那就是0频率，就像一个静止不动的状态在频率域里的表示呢。
2. 正弦信号。
正弦信号就像一个有规律的摇摆舞者。
它的傅里叶变换呢，是在正负它的角频率处有两个冲激函数。
比如说一个正弦函数Asin(ω_0t)，在频率ω = ω_0和ω=-ω_0的地方有两个冲激。
这就好像在说，正弦信号就只有一个频率在那欢快地跳动，这个频率就是它自己的角频率ω_0，一正一负就像在频率轴上对称地站着两个代表它的小尖刺。
3. 余弦信号。
余弦信号跟正弦信号是近亲呢。
Acos(ω_0t)的傅里叶变换也是在正负它的角频率处有两个冲激函数。
不过和正弦信号有点小区别，就像是两个风格相似但又有点不同的舞者。
余弦信号的傅里叶变换，那两个冲激函数就像是在频率轴上标记着它自己独特的角频率ω_0的两个小灯塔。
4. 单位冲激信号（狄拉克函数）这个单位冲激信号啊，就像一个超级突然的小爆炸，瞬间爆发然后就没了。
它的傅里叶变换可神奇了，是一个常数1。
你想啊，这个小爆炸包含了所有频率成分，就像一个超级大杂烩，在频率域里就变成了一个平坦的1，就好像所有频率都被它平等对待，一股脑儿地全在里面了。
5. 矩形脉冲信号。
矩形脉冲信号就像一个突然冒出来又突然消失的小方块。
它的傅里叶变换是Aτ Sa((ωτ)/(2))，这里的A是脉冲的幅度，τ是脉冲的宽度，Sa函数是(sin x)/(x)。
这个变换就像是把矩形脉冲信号这个小方块在时间域的信息，分散到了频率域里，就像把一个集中的小方块打散成了好多频率成分，那些频率成分按照Sa函数的规律分布着。
6. 三角脉冲信号。
三角脉冲信号就像一个小山峰。
它的傅里叶变换是Aτfrac{Sa^2((ωτ)/(2))}{ω^2}。
常用信号的傅里叶变换
常用信号的傅里叶变换傅里叶变换是一种将信号从时域转换到频域的数学工具。
它是以法国数学家傅里叶的名字命名的，用于分析信号的频谱成分。
在信号处理和通信领域，傅里叶变换被广泛应用于信号的频谱分析、滤波、解调和压缩等方面。
1. 正弦信号的傅里叶变换正弦信号是最简单的周期信号之一，它可以表示为一个频率和幅度确定的正弦函数。
对于一个正弦信号，它的傅里叶变换是一个由两个峰值组成的频谱图。
其中一个峰值位于正弦信号的频率上，另一个峰值位于负频率上，其幅度与正弦信号的幅度相等。
2. 方波信号的傅里叶变换方波信号是一种以方波函数为基础的周期信号。
方波信号可以表示为一系列正弦信号的叠加，其傅里叶变换是一个由多个峰值组成的频谱图。
频谱图上的峰值对应于方波信号中各个频率的成分。
3. 矩形脉冲信号的傅里叶变换矩形脉冲信号是一种在有限时间内突然变化的信号。
它在时域上表现为一个宽度有限的矩形脉冲，其傅里叶变换是一个以脉冲宽度为主要参数的频谱图。
频谱图上的峰值表示了矩形脉冲信号中各个频率的成分。
4. 高斯信号的傅里叶变换高斯信号是一种以高斯函数为基础的连续非周期信号。
高斯信号在时域上呈钟形分布，其傅里叶变换是一个以高斯函数为形状的频谱图。
频谱图上的峰值表示了高斯信号中各个频率的成分。
5. 三角波信号的傅里叶变换三角波信号是一种以三角函数为基础的周期信号。
三角波信号可以表示为一系列正弦信号的叠加，其傅里叶变换是一个以基频为主要参数的频谱图。
频谱图上的峰值对应于三角波信号中各个频率的成分。
6. 音频信号的傅里叶变换音频信号是一种连续时间的信号，它可以通过傅里叶变换转换为频域信号进行分析。
音频信号的傅里叶变换可以得到音频信号的频谱图，从而可以对音频信号进行频谱分析、滤波和合成等操作。
7. 语音信号的傅里叶变换语音信号是一种声音信号，它可以通过傅里叶变换转换为频域信号进行分析。
语音信号的傅里叶变换可以得到语音信号的频谱图，从而可以对语音信号进行声音分析、语音识别和语音合成等操作。
常用的傅里叶变换对
常用的傅里叶变换对傅里叶变换是一种重要的数学工具，广泛应用于信号处理、图像处理、声音处理等领域。
它可以将一个函数表示为一系列基本频率的叠加，从而将时域中的信号转换为频域中的信号。
在本文中，我们将介绍一些常用的傅里叶变换及其应用。
1. 傅里叶级数傅里叶级数是一种将周期函数展开为三角函数或正弦函数的无穷级数的方法。
通过傅里叶级数，我们可以将任意周期函数表示为一系列基本频率（即基频和谐波频率）的叠加。
这对于分析和合成周期信号非常有用，例如音乐信号和电力系统中的交流信号。
2. 离散傅里叶变换（DFT）离散傅里叶变换是一种将离散时域信号转换为离散频域信号的方法。
它广泛应用于数字信号处理和通信系统中。
通过DFT，我们可以分析离散信号的频谱特性，例如频率成分、幅度和相位信息。
同时，DFT也可以用于信号的压缩和编码，以及频域滤波和频谱分析等应用。
3. 快速傅里叶变换（FFT）快速傅里叶变换是一种高效计算DFT的算法。
由于传统的DFT计算复杂度较高，FFT的出现极大地提高了计算速度，使得傅里叶变换在实时处理和大规模数据分析中更加可行。
FFT广泛应用于图像处理、语音识别、雷达信号处理等领域。
4. 傅里叶变换在图像处理中的应用傅里叶变换在图像处理中有着重要的应用。
通过对图像进行傅里叶变换，我们可以将图像转换为频域中的频谱图，从而实现图像的频域滤波、频谱增强和纹理分析等操作。
此外，傅里叶变换还可以用于图像的压缩和编码，例如JPEG图像压缩算法中就使用了离散余弦变换（DCT），它是一种傅里叶变换的变种。
5. 傅里叶变换在信号处理中的应用傅里叶变换在信号处理中有着广泛的应用。
通过对信号进行傅里叶变换，我们可以得到信号的频谱信息，从而实现频域滤波、谱分析和频谱编码等操作。
傅里叶变换还可以用于信号的压缩和编码，例如MP3音频压缩算法中就使用了MDCT（Modified Discrete Cosine Transform），它是一种傅里叶变换的变种。
常用fourier变换表
常用fourier变换表傅里叶变换是一种重要的数学工具，常用于信号处理、图像处理、通信等领域。
以下是一些常用的傅里叶变换表：1.Fourier变换对：•时间域函数x(t) 的傅里叶变换X(f)：F{ x(t) } = X(f) = ∫[−∞, +∞] x(t) * exp(-j2πft) dt•频率域函数X(f) 的傅里叶逆变换x(t)：F^−1{X(f)} = x(t) = ∫[−∞, +∞] X(f) * exp(j2πft) df2.常见信号的傅里叶变换：•常数信号的傅里叶变换：F{1} = δ(f) （其中，δ(f) 表示狄拉克δ函数）•单频正弦信号的傅里叶变换：F{cos(2πf0t)} = 0.5 * [ δ(f - f0) + δ(f + f0) ]•矩形脉冲信号的傅里叶变换：F{rect(t / T)} = T * sin(πfT) / (πfT) （其中，rect(t / T) 表示矩形函数）•高斯函数的傅里叶变换：F{exp(-πt^2)} = exp(-πf^2)3.常见性质和公式：•傅里叶变换的线性性质：F{a * x(t) + b * y(t)} = a * X(f) + b * Y(f)•频率平移性质：F{ x(t - t0) } = X(f) * exp(-j2πft0)•时域和频域的缩放性质：F{ x(a * t) } = (1 / |a|) * X(f / a)•卷积定理：F{ x(t) * y(t) } = X(f) * Y(f) （其中* 表示卷积操作）这些是一些常见的傅里叶变换表中的内容，可以帮助我们理解信号在时域和频域之间的关系，进而应用到实际问题的分析和处理中。
请注意，这里只给出了部分常见的表达式和性质，实际的傅里叶变换表还包含更多的公式和变换对，具体的应用需要根据具体问题进行深入研究和理解。
常用傅里叶变换公式大全
常用傅里叶变换公式大全傅里叶变换是一种重要的数学工具，它可以将时域信号转换为频域信号，从而更好地理解信号的特性。
下面就是常用的傅里叶变换公式大全：1、傅里叶变换：$$F(u)=\int_{-\infty}^{\infty}f(x)e^{-2\pi iux}dx$$2、傅里叶反变换：$$f(x)=\int_{-\infty}^{\infty}F(u)e^{2\pi iux}du$$3、离散傅里叶变换：$$F(u)=\sum_{n=-\infty}^{\infty}f(n)e^{-2\pi iun}$$4、离散傅里叶反变换：$$f(n)=\frac{1}{N}\sum_{u=-\infty}^{\infty}F(u)e^{2\pi iun}$$5、快速傅里叶变换：$$F(u)=\sum_{n=0}^{N-1}f(n)W_N^{nu}$$6、快速傅里叶反变换：$$f(n)=\frac{1}{N}\sum_{u=0}^{N-1}F(u)W_N^{-nu}$$7、离散余弦变换：$$F(u)=\sum_{n=0}^{N-1}f(n)\cos\frac{(2n+1)u\pi}{2N}$$8、离散余弦反变换：$$f(n)=\frac{1}{N}\sum_{u=0}^{N-1}F(u)\cos\frac{(2n+1)u\pi}{2N}$$9、离散正弦变换：$$F(u)=\sum_{n=0}^{N-1}f(n)\sin\frac{(2n+1)u\pi}{2N}$$10、离散正弦反变换：$$f(n)=\frac{1}{N}\sum_{u=0}^{N-1}F(u)\sin\frac{(2n+1)u\pi}{2N}$$以上就是常用的傅里叶变换公式大全，它们可以帮助我们更好地理解信号的特性，并且可以用来解决许多实际问题。
因此，傅里叶变换在科学研究和工程应用中都有着重要的作用。
常用的傅立叶变换对
常用的傅立叶变换对
以下是常用的傅立叶变换对：
1. 时间域和频率域：傅立叶变换可以将信号从时间域转换到频率域，从而揭示出信号的频率特性。
2. 时域序列和频域序列：傅立叶变换可以将一个时域序列转换为一个频域序列，其中包含了该信号的频率分量的幅度和相位信息。
3. 连续时间信号和离散时间信号：傅立叶变换可以用来分析连续时间信号和离散时间信号的频谱。
4. 实数信号和复数信号：傅立叶变换可以用来分析实数信号和复数信号的频谱内容。
5. 周期信号和非周期信号：傅立叶变换可以用来分析周期信号和非周期信号在频域上的特性。
这些是常见的傅立叶变换对，它们在信号处理和频谱分析中都有广泛的应用。
常用信号的傅里叶变换
不满足绝对 可积条件
1
sgn(t )
e
t
et , f (t ) t e ,
sgn( t ) lim f (t )
0
t0 t 0
0
e
t
O 1
t
f (t ) F (j )
1
j
1
j
j 2
2
2
j 2 2 sgn(t ) lim F (j ) lim 0 0 2 2 j
0
1
(t ) ( ) j
1
▲
■
第 7页
三、 直流信号的傅里叶变换F [1]
构造 f (t)=e-t ，> 0←→
F ( j ) 2
2
2
f (t ) 1 lim f (t )
0
所以 又
0
F ( j ) lim F ( j ) lim
F (j )
2. 常用信号 F 变换对： δ(t)
dt
1
2πδ(ω)
( )
1 j
f (t ) e
j t
1 ε(t)
1 j
t 域
1
j t
ω 域
e -t ε(t)
Gτ(t) sgn (t)
Sa 2 2
j
dt
F j
f t
1
et f (t ) e t
F (j ) e
0
O
t
t j t
e
傅里叶变换常用公式
傅里叶变换常用公式
1、傅里叶变换公式
公式描述：公式中F(ω)为f(t)的像函数，f(t)为F(ω)的像原函数。
2、傅立叶变换，表示能将满足一定条件的某个函数表示成三角函数（正弦和/或余弦函数）或者它们的积分的线性组合。
在不同的研究领域，傅立叶变换具有多种不同的变体形式，如连续傅立叶变换和离散傅立叶变换。
最初傅立叶分析是作为热过程的解析分析的工具被提出的。
3、相关
傅里叶变换属于谐波分析。
傅里叶变换的逆变换容易求出，而且形式与正变换非常类似;
正弦基函数是微分运算的本征函数，从而使得线性微分方程的求解可以转化为常系数的代数方程的求解.在线性时不变的物理系统内，频率是个不变的性质，从而系统对于复杂激励的响应可以通过组合其对不同频率正弦信号的响应来获取；
卷积定理指出：傅里叶变换可以化复杂的卷积运算为简单的乘积运算，从而提供了计算卷积的一种简单手段；
离散形式的傅立叶变换可以利用数字计算机快速地算出（其算法称为快速傅里叶变换算法（FFT))。
扩展资料：
根据原信号的不同类型，可以把傅里叶变换分为四种类别：
1、非周期性连续信号傅里叶变换（Fourier Transform）
2、周期性连续信号傅里叶级数(Fourier Series)
3、非周期性离散信号离散时域傅里叶变换（Discrete Time Fourier Transform）
4、周期性离散信号离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform)。
五种傅里叶变换解析
五种傅里叶变换解析标题：深入解析五种傅里叶变换引言：傅里叶变换是一种重要的数学工具，它在信号处理、图像处理、频谱分析等领域发挥着重要的作用。
其中，傅里叶级数、离散傅里叶变换、傅里叶变换、快速傅里叶变换和短时傅里叶变换是五种常见的傅里叶变换方法。
在本文中，我们将深入解析这五种傅里叶变换的原理和应用，以帮助读者更全面、深刻地理解它们。
1. 傅里叶级数：1.1 傅里叶级数的基本概念和原理1.2 傅里叶级数在信号分析中的应用案例1.3 对傅里叶级数的理解和观点2. 离散傅里叶变换：2.1 离散傅里叶变换的基本原理和离散化方法2.2 离散傅里叶变换在数字信号处理中的应用案例2.3 对离散傅里叶变换的理解和观点3. 傅里叶变换：3.1 傅里叶变换的定义和性质3.2 傅里叶变换在频谱分析中的应用案例3.3 对傅里叶变换的理解和观点4. 快速傅里叶变换：4.1 快速傅里叶变换的算法和优势4.2 快速傅里叶变换在图像处理中的应用案例4.3 对快速傅里叶变换的理解和观点5. 短时傅里叶变换：5.1 短时傅里叶变换的原理和窗函数选择5.2 短时傅里叶变换在语音处理中的应用案例5.3 对短时傅里叶变换的理解和观点总结与回顾：通过对五种傅里叶变换的深入解析，我们可以看到它们在不同领域的广泛应用和重要性。
傅里叶级数用于对周期信号进行分析，离散傅里叶变换在数字信号处理中具有重要地位，傅里叶变换常用于频谱分析，快速傅里叶变换作为计算效率更高的算法被广泛采用，而短时傅里叶变换在时变信号分析中展现出其优势。
对于读者而言，通过深入理解这五种傅里叶变换的原理和应用，可以更好地应用它们解决实际问题。
观点和理解：从简到繁、由浅入深地探讨五种傅里叶变换是为了确保读者能够从基础开始逐步理解，从而更深入地理解其运算原理、应用场景和优缺点。
通过结构化的文章格式，读者可以清晰地了解到每种傅里叶变换的特点和优势，并能够进行比较和评估。
同时，本文在总结与回顾部分提供了对这五种傅里叶变换的综合理解，以帮助读者获得更全面、深刻和灵活的知识。
常用信号的傅里叶变换
2π
f t
1
O
t
F j
1
O
第 7
页
F j
1
O
1 f t
2π
O
t
X
五．符号函数
第 8
不满足绝对
页
f
(t
)
sgnt
1, 1,
t 0 可积条件 t0
s gn( t )
1
e t
处理方法：做一个双边函数
f1 t sgnt e t ，求F1 j ，
e t O 1
t
求极限得到F j。lim e t 1
f (t) E, t
不满足绝对可积 条件，不能直接
f t
用定义求 F j
E
O
t
(t) (t)e jtdt =1
(t ) 1 1 e jtd 2
(t) 1
1
e
jt
d
2
() 1
1
e
jt
dt
2
t ,
E 2π E
t
X
比较
(t) 1
E 2E ( )
F1
j
0
e
0
et j t
d
t
e t ej t d t
0
1
j
1
j
j2 2 2
F j
limF1 j 0
j2
lim 0 2 2
2
j
X
频谱图
sgnt
2
j2
2
j
e2
j
F
j
2 2
2
F j 是偶函数
arctan
2
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t0 可积条件 t0
sgn(t) 1
e t
处理方法：做一个双边函数
f1tsgtn et，F 求 1j， e t
O 1
t
求极限 Fj得 。 lim 到 et 1
F 1 j 0 e t e j 0td t 0 e te j td t
1 j 1j 2j 2 2
F j l 0 iF 1 m j l 0 i 2 m j 2 2 j 2
相位频谱：arctan
0,
0
,
π
2
,
π
2
第 3 页
F j
E
O
π2
O π 2
X
二．双边指数信号 f(t)ea|t|
第 4 页
f(t)
1
根据定义可得：
F j 0 e te j td t e te j td t O
0
t
1 1 2 jj22
2 F ( j ) ( ) 0
O
t
(t)(t)ejtd=t1
(t)21 1ejtd
(t)21 1ejtd ()21 1ejtdt
E 2 π E
t , t
XHale Waihona Puke 比较(t)1E 2E ()
() 1
2π
f t
1
O
t
F j
1
O
第 7
页
F j
1
O
1 f t
2π
O
t
X
五．符号函数
第 8
不满足绝对
页
f(t)sgtn 1 1,,
X
频谱图
sgtn j2 j 2 2ej2
Fj
22
2
Fj是偶函数
arctan2
0
π2π,2,
0 0
是奇函数
F( j)
2
O
π 2 O π 2
第 9 页
X
六．单位阶跃函数
t11sgn t
22
1 2
1 sgn t
2
1
O
t
2
t
O 1
2
1 π
2
1 2sgtn j1 1ej2
第 10
页
t 1
O
t
(t)πj1
O
X
三．单位冲激信号的傅里叶变换
第 5
页
F (j) te jtd t1
f t
1
O
t
F j
1
O
t看作 1的矩形 脉 0时 ,B 冲 ，
信号时域占据的时间无限短，频带宽度为无限宽。
X
第
四. 直流信号的傅里叶变换
6 页
不满足绝对可积
f(t)E , t 条件，不能直接
f t
用定义求 Fj
E
第 1 页
§3.5 常用信号的傅里叶变换
•单边指数信号 •直流信号 •符号函数 •冲激信号 •阶跃信号
X
一．单边指数信号
ft E e t t00
0 t0
F jFf(t)
E et tejtdt
Eej t d t 0
E
j
ft
E
O
第 2 页
t
X
频谱图
幅度频谱：Fj E
22
0,
FjE
, Fj0
F j
π
O
O
π
O
X