文字简明扼要,语音更加详细生动哦。 继续上一篇,本文对离散信号的频域分析,分为5节。本文对第3节——离散傅里叶变换DFT(Discrete- Fourier Transform)中的第4个问题:DFT性质中的前两个进行总结。 3.4 DFT的性质 以下四个性质,本文对前两个性质——圆周移位、圆周卷积进行讲解。 1、圆周移位(循环移位) 首先看,为什么要定义一种新的移位?这种新的移位为什么称为“圆周移位”?它与普通的移位有何异同?见下图。 可见,圆周移位与普通移位的区别在于:多一个周期延拓、再取主值区间的过程。定义式如下: 圆周移位的步骤:先周期延拓、再移位、最后取主值区间;或者先移位、再周期延拓、最后取主值区间。前两步谁先谁后都可以。见下图。 可见,这种新的移位,相当于先把序列放在一个圆上,然后转圈圈:左移,沿顺时针方向转(即上图中的情况);右移,沿逆时针方向转。 与其他傅里叶变换一样,DFT依然满足:时域移位,频域线性相移;频域移位,时域调制。需要注意的是,这里的移位,都指的是圆周移位。 2、圆周卷积(循环卷积) (1)圆周卷积的定义 仿照上面我们对移位操作做的改进——增加了“周期延拓、取主值区间”的过程,将“移位”改造成“圆周移位”一样,我们也对之前很熟悉的卷积和公式做改进,就得到一种新的卷积”圆周卷积“(或称为循环卷积)的定义。如下图。 为了区分,大家在《信号与系统》中所学习的卷积和,称为”线性卷积“。 显然易见,圆周卷积的结果与N有关。 (2)DFT的圆周卷积定理 在圆周卷积的定义下,DFT依然满足”一个域卷积,另外一个域相乘“这一更古不变的关系。 (3)圆周卷积的计算 下面重点来看圆周卷积的计算。 圆周卷积计算过程: step1:周期延拓; step2:翻转,取主值序列; step3:圆周移位(向右); step4:相乘相加。 上述例题的最终结果为: (4)圆周卷积与线性卷积的关系 上面的例题中,两个序列的线性卷积是多少呢?圆周卷积与之相同吗?为什么? 线性卷积,是直接将序列2反转、平移,而没有”周期延拓、再取主值“这两步。可以用图解法或者竖式法得到(信号与系统中已学,此处直接给出结果),线性卷积的结果如下: 两种卷积为何不同呢?又有何关系呢? 下图从公式上推导圆周卷积与线性卷积的关系 相比于推导过程,以下结论更为重要: 根据以上结论,我们可以根据线性卷积的结果,直接得到N点圆周卷积的结果。如下图: (未完待续,下一篇:DFT性质中的”共轭对称性“和”Parseval定理“,以及3.5频域抽样) |
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