离散傅立叶级数 DFS


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DFS(离散傅立叶级数)【离散傅立叶级数 DFS】DFS也即离散傅立叶级数,又称离散时间傅立叶级数即DTFS,T代表时间 。
基本介绍中文名:离散傅立叶级数
外文名:discrete-time Fourier series
类型:公式
特点:周期性,离散性
简介连续周期信号的连续傅立叶级数有着无穷多的离散频率分量,相邻分量的间距由信号的周期决定,等于1/T(角度,弧度乘2π) 。和连续周期信号相比,离散周期信号的离散傅立叶级数的频谱是周期性的,因为时域的连续对应于频率的非周期,时域的离散对应于频率的周期 。所以我们只需要在(0,2π)的频域区间上取N个点就可以完整表示出来了 。这是连续周期信号和离散周期信号傅立叶级数的最根本区别 。级数公式DFT即是Discrete Fouriers Transform
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周期为N的周期序列x[k],其离散傅立叶级数为
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其中,DFS的逆变换序列:
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(k=<N>表示对一个周期N内的值求和)进一分析连续周期信号的离散化(下面的讨论中,
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):首先,在傅立叶级数一文中,我们知道函式
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是对于任意的T是周期为T的函式,然而其对应的离散信号则不一定是周期的,可以证明,只有当
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是有理数时,离散信号f[n]才是周期函式 。其次,在满足条件1的前提下,连续周期信号<math>f_k(t)</math>对应的离散信号
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对k也具有周期性,其周期为N,即
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中只有N个不同的序列 。从离散时间傅立叶变换的係数公式我们可以看出,
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也是对k周期为N的函式 。离散傅立叶变换实际上是离散时间傅立叶级数在主值区间上的取值 。我们注意到,离散傅立叶变换是对非周期函式f[n]进行的,如果我们对f[n]的定义拓广为周期函式f'[n]:
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。并且当
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时,f'[n]实际上就是f[n],那幺我们现在可以求出f'[n]的傅立叶级数 。同样,当
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时无穷级数变成了积分,得到的结果是一个连续的周期函式
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(正如离散傅立叶变换一文中所述),这就是f[n]的离散时间傅立叶变换 。这时,只需在它的主值区间上採样,就可以得到离散傅立叶变换的变换序列 。