频域分析法即傅里叶分镙龟陛鹜析法,它是变换域分析法的基石。其中,傅里叶级数是变换域分析法的理论基础,傅里叶变换作为频域分析法的重要数学工具,具有明确的物理意义,在不同的领域得到广泛的应用
连续时间周期信号的分解
以高等数学的知识,任何周期为T的周期函数,在满足狄里赫利条件时,则该周期信号可以展开成傅里叶级数。傅里叶级数有三角形式和指数形式两种[2]。
三角形式的傅里叶级数
三角形式的傅里叶级数为:
式中系数、称为傅里叶系数,可由下式求得。
其中,为基波频率,为n次谐波频率。如果将式中同频率的正弦和余弦分量合并,则三角形式的傅里叶级数可表示为:
上式中
可以看出,傅里叶系数和都是或的函数,其中和是或的偶函数,即有;而和是或的奇函数,即有。
指数形式的傅里叶级数
根据欧拉公式:
并考虑和奇偶性可将改写为指数形式的傅里叶级数:
即周期信号可分解为一系列不同频率的虚指数信号之和,式中称为傅里叶复系数,可由下式求得: