傅里叶变换

本文深入探讨了傅里叶变换的基本原理,解释了为何通过与三角函数或复指数函数的积分能够实现信号从时间域到频率域的转换。文中详细介绍了傅里叶级数的概念及其在周期信号分析中的应用,并进一步延伸到了非周期信号的傅里叶变换。

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因为喜欢从根本上去理解问题,但是好多问题都是一些很基础很简单的问题,我却喜欢打破砂锅,所以如果大神的话请绕远吧。。。而且看到好多东西都喜欢问一个为什么,所以好多师兄也对我无语了,也喜欢自己看书钻研。
问题1:傅里叶变换中为什么将原函数与或者与进行积分,尽可以转换到频域中,这样的原理是什么?
信号的分解:
任意信号都可以使用空间内不同正交信号(其中正交函数是定义在一个区间上面的)的表示。而三角函数是可以构成正交的三角函数集,形式如下:


对于所有的m和n。
那么,这样频率与时间就建立其关系了,其中的系数就是傅里叶系数,其中,且每个函数三角函数的系数都是频率的整数倍。将一个函数信号展开成三角函数的形式就是三角函数傅里叶级数,简称:傅里叶级数。傅里叶级数的展开是近似的,至于具体的方式这里就不讲了,我也只是有稍微的印象,大家可以去看一下。在近似的过程中为了达到与实际函数一致的效果,这就是确定系数的关键,使用的方法就是“均方误差最小”的准则,因为如果使用平均误差的话,会造成正误差项与负误差项在平均过程中相互抵消,这样就可以确定下来每个系数。这样就可以确定出系数的形式:
将其中的三角函数利用欧拉公式转换成指数的形式,这样就构成了以指数为基准的傅里叶级数,在指数形式下的傅里叶系数就是傅里叶变换之后的形式(FFT变换),也就是说傅里叶变换就是求解傅里叶系数的一个过程。
以上都是周期函数的傅里叶变换,一切都是建立在周期T的基础之上的。注意:在经过上述的变化过程中始终会有一个n的跟随。
非周期的情况:当函数是非周期的,根据上述周期推导的公式,其T趋近于无穷大,则无穷小,这时候变为连续变量记作。这样 趋近于

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