复习 第三章 DFT
一、四种信号的付里叶变换,频谱,波形、
公式
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连续非周期信号-FT->非周期连续频谱
连续周期信号-FS->非周期离散频谱
离散非周期信号-DTFT->周期连续频谱
离散周期信号-DFS->周期离散频谱
二、DFT定义、来源
N
j
N
N
k
nk
N
N
n
nk
N
eW
NnWkX
N
nx
NkWnxkX
DFS
kX
kX
nx
nx
DFS
2
1
0
1
0
10)(
1
)(
10)()(
)(
)
~
2
)(
),(~1
其中
区间得:中的时域,频域取主值即把
的周期延拓。看成有限长序列
()频域周期序列(
的周期延拓;看成有限长序列
)时域周期序列(
引出:来源:由
三、DFT性质
(1)线性
(2)圆周移位
(3)圆周共轭对称性
(4)圆周卷积和
四、圆周卷积和,定义画图,步骤
圆周卷积和步骤:周期化,反折,平移,
相乘,相加。
五、频率抽样定理
频率不失真条件 抽样点N大于等于序列长度M。
频率抽样定理:
)1(
1
)(
)()(
1
)(1
)(
1
1
0
1
0
1
zWN
z
k
kkX
zW
kX
N
z
zX
k
N
N
N
k
N
k
k
N
N
内插公式:
六、DFT作连续信号的逼近时产
生问题,其原因和解决方法:
(1)混叠失真
(2)频谱泄漏
(3)栅栏效应
七、用DFT逼近连续时间信号所
相差的权值:
(1)用DFT-->连续非周期 (T)
(2)用DFT-->连续周期 (1/N)
0( ) [ ( )]X jk T DFT x n
0
1
( ) [ ( )]x n IDFT X jk
T
近似逼近:
题1.由定义式计算DFT
题目:x[n]={1,2,1,2},求DFT
}0,2,0,6{)(
021213
22121)2(
0))1((21)(21)1(
62121)0(
221
)3()2()1()0(
)()
3
4
2
2
4
2
4
2
3
2
2
22
1
0
2
kX
jjX
X
jjX
X
eee
exexexx
enxkX
kjkjkj
k
N
jk
N
jk
N
j
N
n
kn
N
j
)(
(解:
2 2 21 3
4 4
0
2 2
3
4 4
2 2
2 6
4 4
2 2
3 9
4 4
1 1
( ) ( ) [2 ]
4
1 1
0 [2 ]
4 2
1 1
(1) [2 ) [2 1 ( )] 1
4 4
1 1 1
(2) [2 ] [2 ]
4 4 2
1 1
(3) [2 ] [2 ( ( 1)) ( )] 0
4 4
(
N
j kn
j n j n
N
n
j j
j j
j j
x n X k e je je
N
x j j
x je je j j
x je je j j
x je je j j j j
x n
解:
( )
1 1
) { ,1, , 0}
2 2
[ ] {2, , 0, } IDFTX k j j 题: 求
题2:根据对称性对每个实序列
的DFT,计算框中的值
*
* * *
* * *
1 1 ( ) :
1 ( ) (6 1) (5)
4 ( ) (6 4) (2) 2
X X N k
X X N K X X j
X X N K X X j
解:由 可得
*
* * *
* * *
* * *
( ) :
2 ( ) (9 2) (7) 2
3 ( ) (9 3) (6)
8 ( ) (9 8) (1) 2
X X N k
X X N K X X
X X N K X X j
X X N K X X
解:由 可得
1 [ ( )] ( ) {0, 1,2 , 1, 4, }DFT x n X k X j X j ()
(2) [ ( )] ( ) {1, 2, 2, 3, 0,1, , 2, 8}DFT x n X k X X j X
题3.
对持续1秒,带限50Hz的信号采样,计算其采
样信号的DFT。
(1)采样可避免混叠的最小采样率,求频谱
间距F0及所需要的采样值数目。
(2)若用DFT计算,采用可避免混叠的最小
采样速率,将间距缩小到0.5F0,求所需填充
零的个数。
1 1 , 50 ,
h
T s f Hz
解:
( )
02 ' 0 .5 0 .5F F H z ( )
2 100
s h
f f Hz
0
1
1f F Hz
T
100s
f
N
F
点
2 0 0
1 0 0
s
f
N
F
点
应 补 个 零 点
题4.圆周卷积和
直接画出x(n)={1,2,1},和
h(n)={1,2,1,3,2,2}的N=6点及N=9点圆
周卷积示意图。
7 6
7 9
9
6
N=6
n
y(n)
y1(n)
1
6
7 9
9
4
N=9
6 6
2
0
n
y2(n)
已知序列 现对 的z
变换在单位圆上的上作N等分抽样,抽样值为,
试求有限长序列 ,N点
( ) ( ),0 1nx n a u n a ( )x n
2( ) ( ) j k
k
N
N
z W e
X k X z
[ ( )]IDFT X k
( ) ( ),0 1nx n a u n a
1
0
1
( ) ( )
1
n
n
X z x n z
az
解:
1
[ ( )]
1
n
N
IDFT X k a
a
1
1
( ) ( )
1
k
N
k
N
z W
z W
X k X k
az
1
1 k
N
aW
11
1 1
N Nk
N
N k
N
a W
a aW
1
0
1
( )
1
N
k n
N
N
n
aW
a
1
0
1
1
N
n nk
N
N
n
a W
a