本帖最后由 wf.yang 于 2013-12-6 22:45 编辑
解答这个问题,先要明确以下结论:
1) 时域连续信号,频域为非周期信号;时域离散信号,频域为周期信号。
2) 时域周期信号,频域为离散信号;时域非周期信号,频域为连续信号。
之后,再说离散傅里叶变换。离散傅里叶变换,是针对时域离散且为周期性的信号的,那么其频域必然是周期、离散信号。
再说,用离散傅里叶变换对连续、非周期模拟信号进行频域分析的过程:
1) 离散化,即采样过程;
2) 周期化,即周期严拓过程。
3) 离散傅里叶变换(多应用快速傅里叶变换)
以上过程,决定了离散傅里叶变换的结果,必然是周期性的离散信号。
应用离散傅里叶变换对连续非周期性模拟信号分析的过程,可知: 只要满足抽样定理,离散化过程就不会引进信号损失(信息量丢失);周期化过程,必然引起信息量丢失,只是,所取周期越长,信息量丢失越少,这从直观观念上也是很容易理解的。
在一定的数据截取长度,即周期严拓的“周期” 条件下,为减少信息量丢失,可以在数据周期严拓之后乘以窗函数。
再说对应关系。经过采样、周期严拓之后的信号为x(n), 经过离散傅里叶变换之后为X(k). 那么k对应的频率为:k fs / N,fs为采样频率,N为数据截取长度,及周期严拓的周期。从这也可以看出,截取数据长度越长,离散傅里叶变换能够分析的频率分辨率越高,或者说,分析结果越精细。
这也是,为什么非周期性的连续信号,经过数字频谱分析变成了只有有限个频率分量的结果。本来,应该包含从直流到无穷大的所有频率。原因在于:周期严拓,使频率变为离散的;有限的数据截取长度,使频率分辨率变成了大于零的有限值。
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