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    頻域分析法

    • 瀏覽次數:19491次
    • 發布時間:2013/9/22 17:25:25
    • 作者:量值溯源

    一、概述

      頻域(頻率域)——自變量是頻率,即橫軸是頻率,縱軸是該頻率信號的幅度,也就是通常說的頻譜圖。頻譜圖描述了信號的頻率結構及頻率與該頻率信號幅度的關系。
    對信號進行時域分析時,有時一些信號的時域參數相同,但并不能說明信號就完全相同。因為信號不僅隨時間變化,還與頻率、相位等信息有關,這就需要進一步分析信號的頻率結構,并在頻率域中對信號進行描述。動態信號從時間域變換到頻率域主要通過傅立葉級數和傅立葉變換實現。周期信號靠傅立葉級數,非周期信號靠傅立葉變換。
    借助傅里葉級數,將非正弦周期性電壓(電流)分解為一系列不同頻率的正弦量之和,按照正弦交流電路計算方法對不同頻率的正弦量分別求解,再根據線性電路疊加定理進行疊加即為所求的解,這是分析非正弦周期性電路的基本方法,這種方法叫頻域分析法,也稱為頻譜分析法。

    二、信號頻域分析

      信號的頻域分析是采用傅立葉變換將時域信號x(t)變換為頻域信號X(f),從而幫助人們從另一個角度來了解信號的特征。信號頻譜X(f)代表了信號在不同頻率分量成分的大小,能夠提供比時域信號波形更直觀,豐富的信息.

      進入20世紀以后,諧振電路、濾波器、正弦振蕩器等一系列具體問題的解決為正弦函數與傅里葉分析的進一步應用開辟了廣闊的前景。

      頻域分析是以輸入信號的頻率為變量,在頻率域,研究系統的結構參數與性能的關系,揭示了信號內在的頻率特性以及信號時間特性與其頻率特性之間的密切關系,從而導出了信號的頻譜、帶寬以及濾波、調制和頻分復用等重要概念。

    三、頻域分析的優點

      域分析具有明顯的優點:無需求解微分方程,圖解(頻率特性圖)法,間接揭示系統性能并指明改進性能的方向和易于實驗分析.可推廣應用于某些非線性系統(如含有延遲環節的系統)以及可方便設計出能有效抑制噪聲的系統。

    四、頻域分析對象

      分析系統的

      1.頻率響應,它指系統對正弦輸入信號的穩態響應。

      2.頻率特性,它指系統在不同頻率的正弦信號輸入時,其穩態輸出隨頻率而變化(ω由0變到∞)的特性。

      3.幅頻特性與相頻特性一起構成系統的頻率特性。

      4.幅頻特性,它指的是當ω由0到∞變化時,|G(jω)|的變化特性,記為A(ω)。

      5.相頻特性,它指的是當ω由0到∞變化時,∠G(jω)的變化特性稱為相頻特性,記為?(ω)。

    五、其它與頻域相關的參考資料

      外部鏈接:時域和頻域的關系及matlab演示

      外部鏈接:時域分析和頻域分析

      站內鏈接:傅里葉變換

      站內鏈接:濾波


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