Bài giảng Tín hiệu và hệ thống - Chương 4: Biểu diễn tín hiệu dùng biến đổi Fourier - Bài 7

Ch-4: Biểu diễn tín hiệu dùng biến đổi Fourier  
Lecture-7  
4.1. Biểu diễn tín hiệu không tuần hoàn dùng biến đổi Fourier  
4.2. Các tính chất của biến đổi Fourier  
4.3. Biến đổi Fourier của tín hiệu tuần hoàn  
Signals & Systems – FEEE, HCMUT  
4.1. Biểu diễn tín hiệu không tuần hoàn dùng biến đổi Fourier  
4.1.1. Biến đổi Fourier  
4.1.2. Điều kiện tồn tại biến đổi Fourier  
4.1.3. Biến đổi Fourier của một số tín hiệu cơ bản  
Signals & Systems – FEEE, HCMUT  
4.1.1. Biến đổi Fourier  
Tín hiệu không tuần hoàn được xem như tín hiệu tuần hoàn có  
chu kỳ dài vô hạn  
Xét f(t) là tín hiệu không tuần hoàn:  
và fT0(t) là tín hiệu tuần hoàn được tạo thành do sự lặp lại f(t) với  
chu kỳ T0:  
Ta có quan hệ giữa f(t) và fT0(t) như sau:  
f(t)= lim 
T0  
Signals & Systems – FEEE, HCMUT  
4.1.1. Biến đổi Fourier  
Biểu diễn fT0(t) dùng chuỗi Fourier  
T/2
S
sinnωS  
2
1
1
Dn =  
T0  
T0  
T0 nω0  
T0Dn  
2sin
2
0
T0  
n
0
0  
0
Gấp đôi T0:  
T0Dn  
2sin
2
0
T0  
n
0
Signals & Systems – FEEE, HCMUT  
4.1.1. Biến đổi Fourier  
T0Dn  
Tiếp tục tăng T0  
2sin
2
T0  
n
0
0  
0
Khi T0, T0Dn hàm liên tục  
lim T .Dn = lim 
0
T0  
0  
Phổ của tín hiệu không tuần hoàn:  
F(nω)  
1
D(ω)= lim [Dn ]
[Δω]  
T0  
0  
T0  
2
. Phổ của tín hiệu không tuần hoàn có tính chất phân bố  
. Hàm mật độ phổ tín hiệu, F( ), được xem là phổ tín hiệu  
Signals & Systems – FEEE, HCMUT  
4.1.1. Biến đổi Fourier  
Tích phân Fourier  
f(t) t)  
T0  
T0  
n
n
1
f(t)  
2π  
Tóm lại ta có kết quả:  
f(t)
Phương trình phân tích – Biến  
đổi Fourier thuận  
F(ω)=
1
Phương trình tổng hợp – Biến  
đổi Fourier ngược  
f(t)=  
2π  
Cho phép phân tích/tổng hợp tín hiệu f(t) thành/từ các thành  
phần tần số, ej t  
Signals & Systems – FEEE, HCMUT  
4.1.2. Điều kiện tồn tại biến đổi Fourier  
Tín hiệu f(t) có năng lượng hữu hạn đều tồn tại F( ) hữu hạn và  
năng lượng sai số bằng 0.  
Điều kiện Dirichlet:  
. Điều kiện 1:  
. Điều kiện 2: f(t) có hữu hạn cực đại và cực tiểu trong khoảng thời  
gian hữu hạn  
. Điều kiện 3: f(t) có hữu hạn số gián đoạn trong khoảng thời gian  
hữu hạn và gián đoạn phải có độ lớn là hữu hạn  
Signals & Systems – FEEE, HCMUT  
4.1.3. Biến đổi Fourier của một số tín hiệu cơ bản  
f(t)= (t):  
F(ω)=
δ(t)
1
t
0
0
f(t)=e-atu(t); a>0:  
1
1
F(ω)=
=
a+jω  
a+jω  
0
1
e u(t); a>0  
a+jω  
Signals & Systems – FEEE, HCMUT  
4.1.3. Biến đổi Fourier của một số tín hiệu cơ bản  
1
F(
a2  
F(
1/a  
Signals & Systems – FEEE, HCMUT  
4.1.3. Biến đổi Fourier của một số tín hiệu cơ bản  
f(t)=u(t):  
1
F(
j
0
u(t)  
1
e u(t)  
u(t) (t)  
a
t
0
1
a
a
a
1
a
Diện tích bằng  
a
1
j
u(t)
Signals & Systems – FEEE, HCMUT  
4.1.3. Biến đổi Fourier của một số tín hiệu cơ bản  
f(t) xung cổng đơn vị:  
0 t
t
rect  
1 t
1
ej  
F(
j
j2sin  
rect(t )
2
2
j
2
Signals & Systems – FEEE, HCMUT  
4.2. Các tính chất của biến đổi Fourier  
Tính chất tuyến tính:  
f1(t) 2
a1f1(t)+a2f2 (t) 11)+a2F2 (ω)  
1
2
Phép dịch thời gian:  
f(t)
f1(t)=f(t 0
1
=
=F(ω)e  
Linear phase shift  
f (t
0
Signals & Systems – FEEE, HCMUT  
4.2. Các tính chất của biến đổi Fourier  
Ví dụ:  
Signals & Systems – FEEE, HCMUT  
4.2. Các tính chất của biến đổi Fourier  
Phép dịch tần số (điều chế):  
f(t)
f1(t)=f(t)ejω t  
t = t 0
0
f(t)ejω0t 0
1
1
f(t)cosω0t  
f(t)sinω0t  
Ví dụ:  
2
2
1
1
0
0
j2  
j2  
Signals & Systems – FEEE, HCMUT  
4.2. Các tính chất của biến đổi Fourier  
Tính đối ngẫu:  
f(t)
1
1
f(t)=  
f(
2
2
1
2πf(
f(
2π  
F(t)
δ(t)
1 ω)  
Ví dụ:  
rect  
π
sinc ω0t  
t  
ω0  
Signals & Systems – FEEE, HCMUT  
4.2. Các tính chất của biến đổi Fourier  
Phép tỷ lệ thời gian:  
f(t)
f1(t)=f(at)
1
ω
1
1
a = = F  
1
a
1
a
1
f(at)
|a|
ω
1
= F  
a =  
1
Phép đảo thời gian:  
f(
f(t)
1
1
2a  
e
Ví dụ:  
a
Signals & Systems – FEEE, HCMUT  
4.2. Các tính chất của biến đổi Fourier  
Tích chập trong miền thời gian:  
f1(t)
f(t)=f1(t)
F(ω)=  
+
=
dτ  
2
2
f1(t) 2 (ω)  
1
2
2t  
ωT  
4
2
rect( T )
Ví dụ:  
rect( 2Tt ) T2  
T
ωT  
4
4
Có:  
ωT  
4
Signals & Systems – FEEE, HCMUT  
4.2. Các tính chất của biến đổi Fourier  
Tích chập trong miền tần số:  
f1(t)
1
f(t)=  
ωtdω  
2π  
1
τ)dτ]ejωtdω  
2π  
1
ω]dτ  
2π  
1
2π  
2 (t)  
2πf1(t)f2 (t)
1
2
Signals & Systems – FEEE, HCMUT  
4.2. Các tính chất của biến đổi Fourier  
Đạo hàm trong miền thời gian:  
2π  
f(t)
f(t)  
df(t)  
dt  
df(t)  
dt  
ω  
)  
2π  
dnf(t)  
dtn  
(ω)  
Đạo hàm trong miền tần số:  
dF(ω)  
dω  
f(t)
=
dnF(ω)  
dωn  
dF(ω)  
tnf(t)
tf(t)
dω  
Signals & Systems – FEEE, HCMUT  
4.2. Các tính chất của biến đổi Fourier  
Tích phân trong miền thời gian:  
t
f(t)
f(t) δ(ω)+1/jω]  
= πF(0)δ(ω)+F(ω)/jω  
t
(ω)+F(ω)/jω  
Ví dụ: Xác định biến đổi Fourier của các tín hiệu sau:  
f2 (t)  
f1(t)  
2
1
-1  
t
t
1
-1  
1
-1  
Signals & Systems – FEEE, HCMUT  
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 26 trang Thùy Anh 19600 Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Tín hiệu và hệ thống - Chương 4: Biểu diễn tín hiệu dùng biến đổi Fourier - Bài 7", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_tin_hieu_va_he_thong_chuong_4_bieu_dien_tin_hieu_d.pdf