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常用傅里叶变换对

2025-09-23 18:37:28

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常用傅里叶变换对,急!求解答,求不沉贴!

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2025-09-23 18:37:28

常用傅里叶变换对】傅里叶变换是信号处理与系统分析中的重要工具,它能够将时域信号转换为频域表示,从而便于分析和处理。在实际应用中,许多常见的函数及其对应的傅里叶变换对已被广泛研究并总结,这些被称为“常用傅里叶变换对”。掌握这些变换对有助于快速理解信号的频谱特性,并在工程和科研中提高效率。

以下是一些常用的傅里叶变换对,以加表格的形式进行展示,便于查阅与记忆。

一、

傅里叶变换的基本形式有多种,包括连续时间傅里叶变换(CTFT)、离散时间傅里叶变换(DTFT)以及快速傅里叶变换(FFT)。其中,最常见的是连续时间傅里叶变换,其定义如下:

$$

X(f) = \int_{-\infty}^{\infty} x(t) e^{-j2\pi ft} dt

$$

而逆变换则为:

$$

x(t) = \int_{-\infty}^{\infty} X(f) e^{j2\pi ft} df

$$

在实际应用中,很多经典函数的傅里叶变换具有对称性和规律性,例如矩形脉冲、正弦波、指数函数等。掌握这些变换对,有助于快速分析信号的频率成分,是学习通信、控制、图像处理等领域的重要基础。

二、常用傅里叶变换对表

序号 时域函数 $ x(t) $ 频域函数 $ X(f) $ 备注
1 $ \delta(t) $ $ 1 $ 冲激函数
2 $ 1 $ $ \delta(f) $ 恒定信号
3 $ e^{-at}u(t) $ (a > 0) $ \frac{1}{a + j2\pi f} $ 单边指数衰减
4 $ \cos(2\pi f_0 t) $ $ \frac{1}{2}[\delta(f - f_0) + \delta(f + f_0)] $ 余弦信号
5 $ \sin(2\pi f_0 t) $ $ \frac{1}{2j}[\delta(f - f_0) - \delta(f + f_0)] $ 正弦信号
6 $ \text{rect}(t) $ $ \text{sinc}(f) $ 矩形脉冲
7 $ \text{sinc}(t) $ $ \text{rect}(f) $ 布莱克曼窗或理想低通滤波器
8 $ e^{-t} $ $ \frac{2}{1 + (2\pi f)^2} $ 双边指数函数
9 $ \text{tri}(t) $ $ \text{sinc}^2(f) $ 三角脉冲
10 $ \text{sign}(t) $ $ \frac{1}{j\pi f} $ 符号函数

三、说明

- $ u(t) $:单位阶跃函数

- $ \text{rect}(t) $:矩形函数,定义为 $ \text{rect}(t) = 1 $ 当 $ t < 0.5 $,否则为 0

- $ \text{sinc}(t) $:归一化正弦函数,定义为 $ \text{sinc}(t) = \frac{\sin(\pi t)}{\pi t} $

- $ \text{tri}(t) $:三角函数,定义为 $ \text{tri}(t) = 1 - t $ 当 $ t < 1 $,否则为 0

通过掌握这些常用傅里叶变换对,可以更高效地进行信号分析与系统设计。在实际工程中,这些变换对常用于滤波器设计、调制解调、频谱分析等领域。建议结合具体应用背景进一步深入理解其物理意义。

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