傅里叶变换和傅里叶级数有啥关系?

本文深入探讨了傅里叶变换与傅里叶级数之间的内在联系,揭示了周期信号与非周期信号在频域表示上的统一理论。通过极限思想,阐述了周期无穷大时傅里叶级数如何转化为傅里叶变换,为理解信号处理中的频谱分析提供了清晰视角。

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一:背景

前不久和领导聊天,他和我说有道面试题,现在面了几十个人了,没人回答的上来,他说要不把这道题拿掉算了;然后我问啥题,要不你和我说下,我觉得我大学成绩还是可以的…

他说: 傅里叶变换和傅里叶级数有啥关系?

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卧槽,一脸懵逼,我刚装的逼难道就要翻车了?

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我的大脑开始急速运转,我想起来我桌上的《高等数学 下册》,依稀记得里面有讲傅里叶级数;然后我大学信号与系统考了 75分(我骄傲,不脸红),傅里叶变换好像做了好多的题,还有数字图像处理里面有快速傅里叶变换。

于是我的答案是: 傅里叶变换是把信号从时域搬到频域来处理,而傅里叶级数只是一种数学概念…

领导似笑非笑的看了我一眼,这一刻我意识到我是傻逼…然后去学习了一波,主要就是参考链接的大哥讲的。

二:解释两者关系

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2.1 任何周期信号都能够由不同谐波的正弦波叠加而成,这由傅里叶发现,因此称之为傅里叶级数。

2.2 然后我们可以很自然的想到,那非周期信号咋办?

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2.3 周期和频率成反比的关系,周期无限变大,频率间隔就会无限减小,逼近连续;

2.3.1

傅里叶认为,既然周期信号可以用正弦信号来表示,那么非周期信号也可以用正弦信号来逼近。

原因是非周期信号可以看成是周期无限大的周期信号;(类似于直线可以看成是半径无穷大的圆,这是一种极限的思想)

事实证明,傅里叶的想法是对的,于是才有了大名鼎鼎的傅里叶变换。

总而言之: 周期无穷大的傅里叶级数是傅里叶变换.

OVER!

参考链接:1. https://blog.youkuaiyun.com/reborn_lee/article/details/80721300

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