当前课程知识点:动态测试与分析(上) > 第三章 周期信号分析原理 > 第十四周 > 3.2.1 运算型周期信号的无理频谱——运算型周期信号的无理频谱(3)
除了上面的运算型信号以外
我们的信号还可以做卷积
就是有两个信号可以做卷积
卷积让它在频域会变成乘积 是这样的
这是卷积的符号 CxyT(t)
对它做PFT 它会变成了XP(n)Yp(n)的乘积
那这个乘积是可以返回来的
因为周期傅里叶变换是个可逆变换
那我们看为什么会是这样
因为我们直接把这个卷积给它写出来
卷积我们在前面的章节里边
已经介绍了卷积的表达形式
它应该是XT(τ) 然后积上YT(τ-t)
这是一个相关的写法
它的卷积的形式应该是它的相关的逆
应该是t减去τ 是这样
因为是周期信号
它的卷积就定义在周期均积
这里是t τ都是实数
所以这个内积表达的是周期均积
在这里我们把周期信号Y
用它的周期傅里叶逆变换来表示
就是利用它的无理频谱来表示它
可以表示成XT(τ) 这里是一个内积
用它的Y的无理频谱来表示Y(n)
然后是ψT(n) 这里用t减τ
然后是这是n做的是一个无穷内积
n是离散的 然后再做τ的周期均级
这是n是整数
所以这个内积是一个离散的无穷内积
是这样的
我们把这个内外层的交换一下
我们先做τ的周期均级
然后再做n的无穷内积
这个时候跟τ无关的YP(n)
我们先把它留下来 YP(n)
还有无关的 从这里可以分解一个出来
和τ无关的就是ψT(n,t)
可以有个ψT的(n,t) 分解出来
这边就剩下了 剩下的是这个
XT 这是跟τ直接有关
然后这个相位函数
时续傅里叶函数是个相位函数
它还剩下了跟τ有关的这一部分 这是-τ
对τ做周期均积 我们就省了它的范围
最后这个完了以后
然后再做n的无穷离散内积
在这里我们可以看到
如果这个负数
ψT这是时续傅里叶函数是个相位函数
它自变量上的负可以拿到头上来做共轭
这个可以做一个共轭
它写成共轭形式以后
这个就是典型的周期傅里叶变换的形式
所以这个就应该是XT的它的无理频谱
最后我们可以写成是
从这里出来了X的无理频谱
然后剩下的是YP(n)
然后这里还剩下了一个ψT(n,t)
然后这是n的无穷内积 n是离散的
大家可以看到现在这又是一个
周期傅里叶逆变换的标准形式
而它逆变换的对象是X和Y的自积
就说明这个就是它原来那个周期信号
这个周期信号是个卷积信号
这个周期信号的无理频谱就应该是这一部分
因为这是它的已经是离散傅里叶
周期傅里叶逆变换的标准形式了
从这里边我们就可以得到了这个结果
所以我们得到了这样一个结果
就是对PFT
把这个卷积信号
做周期傅里叶逆变换最后的结果
从这个逆变换的形式里边取这一部分就可以了
咱们做PFT 做它的周期傅里叶变换的结果
就应该是XP(n)乘上YP(n)
就得到这个结果
从这里我们就可以证明了这件事是成立的
卷积 在时域是卷积
在频域它成了乘积 是这样的
翻过来如果在时域是乘积
它到了频域就会变成了卷积
什么意思呢
如果时域有两个信号相乘
它通过PFT就会变成了两个信号相卷
就是注意这是大XY相卷
相反的如果做IPFT它就回来了
我们只证一个方向
因为它另外一个方向是可逆的
而且唯一可逆的
为什么有这个结果 我们来看一下
因为是这样
我们对左边求PFT 它是XT(t)YT(t) 对它求
我们可以写下来它的这个公式
应该是XT(t)YT(t) 然后ψT共轭(n,t)
然后对t做周期均积 这里t是实数 n是整数
是这个 注意然后这边还有一个(内积括号)封闭了 就这样
在这个做的时候我们可以把X
用它的无理频谱来变换出来
这个就是X的无理频谱是XP(n)
因为这里有n了 我们这里这个n得换一个符号
它是n 然后是ψT(m,t) m是作一个无穷(内积)
这样就是XT 这是XT的表达 YT还写到这
ψT*还在这 最后是对t做周期均积
新生成的这个m它是一个整数
所以这是个无穷的离散内积
同样的道理我们把这个两个内积交换一下
我们先做t 然后再去做m的内积
先做t 我们可以把这个 这截过来
这个写等于 从这等过来的 等过来
我们要先做t 这个XP(m)和t无关
所以我们要把它先留到这 XP(m)和t无关
和t有关的就是YT有关 这两个和t都有关
放到这里边来YT
然后这个时续傅里叶函数
这个我们可以给它稍微做一下变形
这里给它添一个共轭的话
这里再给它添个负
这里给它添个负
这个共轭和负就互相是平衡的
再和它起作用我们就可以看到了
因为两个都是共轭的话
它们只是把-m和n做一个和就行了
最后就得到ψ共轭T 这是(n-m,t)
然后这是对t做周期均积
做完了以后是n做无穷
m做无穷内积
无穷的离散内积
这个是周期傅里叶变换的标准形式
它的结果就是周期信号YT(t)的无理频谱
最后可以写下来是这样XP(m)
然后这里它的变量 最后是YP(n-m)
最后m做一个无穷的离散内积
这个正好就是
X和YP的一个卷积的形式
一个离散卷积的形式
因为XP和YP它都是定义在
无限域上的离散函数
所以它是一个无穷域的离散卷积
最后可以写成是CXY 然后它是n的变量
这是离散卷积
这个就证明了这件事情也是成立的
-课程简介
--教材简介
-第一周
-第1章 动态信号与信号内积--第一周作业
-第二周
-第三周
--1.1.4 周期信号与非周期信号——非周期信号及其离散化
-第1章 动态信号与信号内积--第三周作业
-第四周
--1.2.1 内积规则——连续内积与离散内积的极限等价关系
-第1章 动态信号与信号内积--第四周作业
-第五周
--2.2.1 加窗周期信号的周期构造——大周期信号的取值定理
--2.2.1 加窗周期信号的周期构造——大周期信号的中心周期取值
-第2章 信号分析函数--第五周作业
-第六周
-第2章 信号分析函数--第六周作业
-第七周
-第2章 信号分析函数--第七周作业
-第八周
-第2章 信号分析函数--第八周作业
-第九周
-第十周
-第十一周
-第2章 信号分析函数--第十一周作业
-第十二周
-第2章 信号分析函数--第十二周作业
-第十三周
--3.1.2 周期傅里叶变换(第二部分)——周期傅里叶变换(3)
--3.1.2 周期傅里叶变换(第二部分)——周期傅里叶变换(4)
-第3章 周期信号分析原理--第十三周作业
-第十四周
--3.2.1 运算型周期信号的无理频谱——运算型周期信号的无理频谱(1)
--3.2.1 运算型周期信号的无理频谱——运算型周期信号的无理频谱(2)
--3.2.1 运算型周期信号的无理频谱——运算型周期信号的无理频谱(3)
--3.2.2 运算型周期信号的无理频谱(二)——运算型周期信号的无理频谱(4)
--3.2.2 运算型周期信号的无理频谱(二)——运算型周期信号的无理频谱(5)
--3.2.2 运算型周期信号的无理频谱(二)——运算型周期信号的无理频谱(6)
-第3章 周期信号分析原理--第十四周作业
-第十五周
-第3章 周期信号分析原理--第十五周作业