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fengsj9898

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[求助] 为什么有傅立叶级数还需要傅立叶变换 已有1人参与

都说傅立叶变换是处理非周期信号的,而傅立叶级数只能处理周期信号。

但实际的信号都是有限长度的,傅立叶级数加上信号长度不就可以逼近原来的信号了吗?为什么还要搞傅立叶变换呢?
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bych3384

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

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相比于傅里叶级数,傅里叶变换一方面可以应用于非周期信号,另一方面在概念上也实现了升华。傅里叶变换奖时域信号转换到频域,能导出频谱的概念,更好地刻画了信号的频域特征,因而成为现代通信的基础,而傅里叶级数就实现不了这个功能,就好像有了整数概念还要有实数概念一样。其实,在频域观点上,傅里叶变换相当于实数,傅里叶级数相当于整数。

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4楼2012-04-24 07:18:47
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nakada3861

新虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
二楼说的是对的,傅里叶变换可以对非周期信号进行分析,而且可以给出频率域的估计特性,而傅里叶级数显然做不到这一点。
10楼2012-04-25 07:05:31
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普通回帖

fengsj9898

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是不是这个原因,当需要多个信号叠加的时候,用傅里叶变化可以统一定义域,不用分区间进行讨论,直接一个代数式就全部解决了。
2楼2012-04-23 23:48:20
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fengsj9898

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例如,f(x)=sin(2x),定义域为[-pi pi]
傅里叶级数,直接就是原来表达式,如果限定定义域的话,那么在这个区间内都是精确描述的;
傅里叶变换的话,会有很多连续的频率分布,但是在定义域[-pi pi]区间内,没看到在逼近精度上有什么优势啊
3楼2012-04-23 23:53:57
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fengsj9898

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送鲜花一朵
引用回帖:
4楼: Originally posted by bych3384 at 2012-04-24 07:18:47:
相比于傅里叶级数,傅里叶变换一方面可以应用于非周期信号,另一方面在概念上也实现了升华。傅里叶变换奖时域信号转换到频域,能导出频谱的概念,更好地刻画了信号的频域特征,因而成为现代通信的基础,而傅里叶级 ...

感谢您的答复!我还有不理解的地方:
1)“更好地刻画了信号的频域特征”,这个“好”具体体现在哪里呢?例如对于非周期信号,可以限定其定义域,然后傅里叶级数可以任意的逼近这个信号,在精度上和复杂性上都比傅里叶变换更有优势;
2)可能通常信号传输的原信号都是未知形式的。但是如果对于已知形式的函数,例如y=sin(x)定义在[0,2pi]内,用傅里叶展开逼近原函数不仅准确而且不需要运算,那么我是不是就可以用其展开式在频域上分析,而不需要变换了?
谢谢!
5楼2012-04-24 07:52:07
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fengsj9898

捐助贵宾 (正式写手)

突然想到,傅里叶级数展开得到的还是时域上的逼近的形式,并没有转换到频域空间;而傅里叶变换则是彻底将时域信号转换到频域空间,才能够在频域上对此基础上获取的信号源信息进行分析运算。也就是说要进行频域运算,必须要进行傅里叶变换,而不是傅里叶级数展开。实际上级数展开只是对时域信号逼近的一种形式,这种逼近是转换思想研究原信号的基础,是必要条件,但不是目标。因此,同样的时域函数傅里叶级数展开可以有很多形式,他们都能够逼近,但是不能够用作频域分析。也就是说逼近不是充分条件,频域分析是需要从原始信号中获取信息,然后脱离原来的空间,即不再有像我前面提到的定义域的限制,可以自由的在频域中进行各种运算分析等。
不知道是不是这个意思?请虫友们指点!
6楼2012-04-24 07:59:32
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hwzxaww

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
不是说变换后卷积可以化为相乘吗,分析起来会方便些吧。可能还有其它的优势。
数理知识的海洋如此博大、深邃,哈哈,这一生都不会觉得无聊了。
7楼2012-04-24 17:38:30
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hhuudd123

禁虫 (小有名气)

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8楼2012-04-24 20:35:37
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fengsj9898

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引用回帖:
8楼: Originally posted by hhuudd123 at 2012-04-24 20:35:37:
你说的感觉有点道理。但是傅里叶当初绝对不是这么想的,傅里叶级数将数学分析做到了极致,他不是时域上的逼近只是对能量在不同物理域上的转化。傅里叶级数感觉是参照泰勒级数的展开做的一个工作,只是加载的对象 ...

谢谢指点。
傅立叶逆变换是不是可以恢复原函数的特征?这样的话变换就没有精度上的优势了。我理解错了。
9楼2012-04-24 23:34:27
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