复振幅
信号与系统学术语
复振幅(Complex amplitude)是信号与系统学科中通过指数傅里叶变换得到的周期信号分解系数,用于描述谐波频率成分的数学表征。其对应的复数振幅谱图中谱线呈离散分布且幅值递减,负频率分量作为数学运算结果无实际物理意义。该系数可分解为余弦分量Yc和正弦分量Ys,其振幅与相位角分别通过公式Y=√(Yc2+Ys2)和θ=arctan(Ys/Yc)计算。
定义
以高等数学的知识,任何周期为 的周期函数 在满足狄里赫利条件时,可以由三角函数的线性组合来表示:
其中, 为基波频率, 为 次谐波函数,将上式中同频率项合并,可写为:
其中, ,
根据欧拉公式,并考虑到 和 的奇偶性,并令 , 可得:
因 ,从而得到傅里叶级数的指数表达式:
复振幅是:
还可写成:
频谱
三角傅里叶级数和指数傅里叶级数虽然表达式不同,但都是将一个周期信号表示成直流分量和各次谐波分量之和。
幅度谱
把描述 和 间关系的图形称为幅度谱。
特性:
(1)离散性,即由不连续的线条组成
(2)谐波性,频率只出现在基波频率 的整数倍频率上
(3)收敛性,各条谱线的幅值随着谐波次数的增高而逐渐减小
相位谱
把描述 和 间关系的图形称为相位谱。
复数振幅谱
把描述 和 间关系的图形称为复数振幅谱。
特性:
(1)幅度上午正负变化,对应着相位0到π的变化
(2)每个分量的幅度一分为二,正好分在正负频率对应的位置上,只有把正负频率对应的两条谱线矢量相加起来,才代表一个实际频率分量的幅度
(3)指数形式的负频率的出现完全是数学运算的结果,并无任何物理意义
例题
已知信号 :
求它的傅里叶级数的复振幅。
解:
最新修订时间:2025-10-06 06:42
目录
概述
定义
频谱
参考资料