Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Гармонический анализ периодических сигналов






    При разложении периодического сигнала в ряд Фурье по тригонометрическим функциям в качестве ортогональной системы берут:

    (4.1.10)

    или

    (4.1.11)

    Интервал ортогональности в обоих случаях совпадает с периодом функции .

    Система функций (4.1.10) приводит к тригонометрической форме ряда Фурье, а система (4.1.11) – к комплексной форме.

    Ряд Фурье можно записать в форме (используем выражение (1.11):

    (4.1.12)

    Совокупность коэффициентов ряда Фурье в базисе тригонометрических функций называется частотным спектром периодического сигнала. Коэффициенты ряда (4.1.12) легко определяются с помощью формул (4.1.9).

    Норма базиса:

    (4.1.13)

    Таким образом независимо от .

    Используя (4.1.9) получаем:

    (4.1.14)

    В выражениях (4.1.13) и (4.1.14) учтем, что функции соответствует комплексно-сопряженная функция

    Коэффициенты в общем случае являются комплексными величинами. Подставив в (4.1.14) получим:

    (4.1.15)

    Косинусная (действительная) и синусная (мнимая) части коэффициента определяются формулами:

    (4.1.16)

    Коэффициенты часто бывает удобно записать в форме

    (4.1.17)

    где

    (4.1.18)

    Общее выражение (1.12) можно привести к виду

    (4.1.19)

    Перейдем к тригонометрической форме ряда Фурье:

    (4.1.20)

    Отсюда видно, что при переходе к тригонометрической форме ряд (4.1.19) необходимо записать следующим образом:

    (4.1.21)

    Вместо выражения (1.21) часто встречается следующая форма записи:

    (4.1.22)

    причем

    Из сопоставления выражений (4.1.22) и (4.1.21) видно, что амплитуда -й гармоники связана с коэффициентом ряда (4.1.19) соотношением а

    Таким образом, для всех положительных значений (включая и )

    (4.1.23)

    Две характеристики - амплитудная и фазовая, т.е. модули и аргументы комплексных коэффициентов ряда Фурье, полностью определяют структуру частотного спектра периодического колебания.

    Спектр периодической функции называется линейчатым или дискретным, т.к. состоит из отдельных линий, соответствующих дискретным частотам и т.д. (рис. 4.1.2).

    Рис. 4.1.2

    Использование для гармонического анализа сложных периодических колебаний рядов Фурье в сочетании с принципом наполнения представляет собой эффективное средство для изучения влияния линейных цепей на прохождение сигналов.






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.