分解得到的時頻域特徵 訊號的時頻域

2021-10-16 01:49:55 字數 1967 閱讀 8785

訊號的時域與頻域有什麼不一樣?

時域和頻域是訊號的基本性質,用來分析訊號的不同角度稱為域,一般來說,時域的表示較為形象與直觀,頻域分析則更為簡練,剖析問題更為深刻和方便。目前,訊號分析的趨勢是從時域向頻域發展。然而,它們是互相聯絡,缺一不可,相輔相成的。

一、什麼是訊號的時域和頻域?

時域即時間域(time domain),自變數是時間,即橫軸是時間,縱軸是訊號的變化。其動態訊號是描述訊號在不同時刻取值的函式。時域分析是以時間軸為座標表示動態訊號的關係。

頻域即頻率域(frequency domain),自變數是頻率,即橫軸是頻率,縱軸是該頻率訊號的幅度,也就是通常說的頻譜圖。頻譜圖描述了訊號的頻率結構及頻率與該頻率訊號幅度的關係。頻域是把時域波形的表示式作傅利葉變化得到復頻域的表示式,所畫出的波形就是頻譜圖。

二、時頻域的關係是什麼?

時域分析與頻域分析是對模擬訊號的兩個觀察面。對訊號進行時域分析時,有時一些訊號的時域引數相同,但並不能說明訊號就完全相同。因為訊號不僅隨時間變化,還與頻率、相位等資訊有關,這就需要進一步分析訊號的頻率結構,並在頻率域中對訊號進行描述。動態訊號從時間域變換到頻率域主要通過傅利葉級數和傅利葉變換實現。週期訊號的變換採用傅利葉級數,非週期訊號的變換採用傅利葉變換。

一般來說,時域的表示較為形象與直觀,頻域分析則更為簡練,剖析問題更為深刻和方便。目前,訊號分析的趨勢是從時域向頻域發展。然而,它們是互相聯絡,缺一不可,相輔相成的。

簡單總結下,時域和頻域的關係如下:

時域是訊號在時間軸隨時間變化的總體概括。

頻域是把時域波形的表示式做傅利葉等變化得到復頻域的表示式,所畫出的波形就是頻譜圖。是描述頻率變化和幅度變化的關係。

示波器用來看時域內容,頻譜儀用來看頻域內容。

時域——自變數是時間,即橫軸是時間,縱軸是訊號的變化。其動態訊號x(t)是描述訊號在不同時刻取值的函式。

頻域——自變數是頻率,即橫軸是頻率,縱軸是該頻率訊號的幅度,也就是通常說的頻譜圖。頻譜圖描述了訊號的頻率結構及頻率與該頻率訊號幅度的關係。對訊號進行時域分析時,有時一些訊號的時域引數相同,但並不能說明訊號就完全相同。因為訊號不僅隨時間變化,還與頻率、相位等資訊有關,這就需要進一步分析訊號的頻率結構,並在頻率域中對訊號進行描述。動態訊號從時間域變換到頻率域主要通過傅利葉級數和傅利葉變換等來實現。很簡單時域分析的函式是引數是t,也就是y=f(t),頻域分析時,引數是w,也就是y=f(w)兩者之間可以互相轉化。時域函式通過傅利葉或者拉普拉斯變換就變成了頻域函式。

三、訊號的時域和頻域表達方式各有什麼特點?

我們描述訊號的方式有時域和頻域兩種方式,時域是描述數學函式或物理訊號對時間的關係,而頻域是描述訊號在頻率方面特性時用到的一種座標系,簡單來說,橫座標乙個是時間,乙個是頻率。時域表達的特點是簡單、直觀,也是我們最常用的一種方式,如訊號的實時波形,一般正弦訊號可由幅值、頻率、相位三個基本特徵值就可以唯一確定。但對於兩個形狀相似的非正弦波形,從時域角度,很難看出兩個訊號之間的本質區別,這就需要用到時域表達方式。由傅利葉變換可知,任意週期訊號通過傅利葉變換可分解為直流分量、基波分量和各次諧波分量的線性組合,因此,兩個非正弦波訊號也可以進行分解,從頻域座標系上可以清晰地反映其訊號的構成及相互區別,因此非正弦訊號必須通過各次諧波幅值、各次諧波頻率和各次諧波相位三組基本特徵值才能完整表達。

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