離散傅里葉變換的計算和連續函數有什麼不同

要完全搞清楚這個問題,我們先從連續週期函數

的傅里葉級數開始:

離散傅里葉變換的計算和連續函數有什麼不同

注意上述表達式中,週期函數作正向的傅里葉級數展開的時候,核函數

離散傅里葉變換的計算和連續函數有什麼不同

中的指數沒有負號,而求傅里葉級數的係數的時候,則有負號。

離散傅里葉變換的計算和連續函數有什麼不同


離散傅里葉變換的計算和連續函數有什麼不同

上述敘述中,將時域連續的週期函數,轉變到了時域離散的週期序列,T變成了N,Fn在連續領域稱為傅里葉級數的係數,而

離散傅里葉變換的計算和連續函數有什麼不同

代表週期離散序列,直接稱為傅里葉級數(DFS)。

離散傅里葉變換的計算和連續函數有什麼不同

也就是說,由DFS改變為DFT的時候,離散時間序列x(n)由週期變成了非週期(因為只取一個週期)。傅里葉級數一定是週期的概念,而傅里葉變換則一定是非週期的概念。當n趨近無窮大時,DFT就變成

離散傅里葉變換的計算和連續函數有什麼不同

有了這些概念之後,離散傅里葉變換的計算就簡單了。

對於任何序列的DTFT,有

離散傅里葉變換的計算和連續函數有什麼不同

利用這一性質以及傅里葉變換的頻移特性,

離散傅里葉變換的計算和連續函數有什麼不同

可以推出:

離散傅里葉變換的計算和連續函數有什麼不同

那麼,下面的傅里葉計算就簡單了:

離散傅里葉變換的計算和連續函數有什麼不同

總之,DFT由DFS當N有限時得到,而DFS其實相當於週期函數的傅里葉級數的係數。當N趨於無窮大時,得到DTFT。


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