傅里叶变换 将t域转成s域,s为什么要选择复数域

碧螺春外形2023-05-08  22

将t域转换成s域(复数域)的话,这个就不再是傅里叶变换的,而是拉普拉斯变换

拉普拉斯变换是比傅里叶更加一般化的变换

傅里叶变换中,是对纯虚数进行积分,而有的时候某些函数的傅里叶变换式是不可积的,如u(t),单位阶跃函数,它的傅里叶变换不存在但是如果采用拉普拉斯变换,在复数域积分,则有

X(s)=∫u(t)e^-st dt(负无穷到正无穷积分)=∫e^-st(0到正无穷积分)=1/s

收敛域ROC为Re{s}>0

此时这个函数具有拉普拉斯变换,可以在线性时不变系统(LTI)用到了

总而言之,(连续时间)傅里叶变换是拉普拉斯变换的一种特殊情况,将t变为s,我想就是属于这样的转换当然,对于离散时间傅里叶变换,相应地有更一般的Z变换与之对应

这是我个人的理解,

将t域转换成s域(复数域)的话,这个就不再是傅里叶变换的,而是拉普拉斯变换。

拉普拉斯变换是比傅里叶更加一般化的变换。

傅里叶变换中,是对纯虚数进行积分,而有的时候某些函数的傅里叶变换式是不可积的,如u(t),单位阶跃函数,它的傅里叶变换不存在。但是如果采用拉普拉斯变换,在复数域积分,则有

X(s)=∫u(t)e^-st

dt(负无穷到正无穷积分)=∫e^-st(0到正无穷积分)=1/s

收敛域ROC为Re{s}>0

此时这个函数具有拉普拉斯变换,可以在线性时不变系统(LTI)用到了。

总而言之,(连续时间)傅里叶变换是拉普拉斯变换的一种特殊情况,将t变为s,我想就是属于这样的转换。当然,对于离散时间傅里叶变换,相应地有更一般的Z变换与之对应。

这是我个人的理解,希望对你有帮助。

信号S = 07sin(2pi50t) + sin(2pi120t)。

信号在时域上仅仅表现为不同时间节点对应的信号幅值的大小,然而当信号发生叠加时我们很难将信号分离开来,比如在嘈杂的环境中,各种声音混杂在一起的时候,我们在时域上很难将信号分离。

但是,在频域上这些都不是问题,因为在频域上是不同频率信号的大小在频率上的反应,也可以理解为不同信号的能量大小在频率上的反应。

时域信号的频谱分析

以信号为例,信号在时域下的图形可以显示信号如何随着时间变化,而信号在频域下的图形(一般称为频谱)可以显示信号分布在哪些频率及其比例。

频域的表示法除了有各个频率下的大小外,也会有各个频率的相位,利用大小及相位的资讯可以将各频率的弦波给予不同的大小及相位,相加以后可以还原成原始的信号。

在频域的分析中,常会用频谱分析仪来将实际的信号转换为频域下的频谱。

电压源可看做eu(t)函数。电压源的s域模型是e/s的原因是电压源可看做eu(t)函数,该函数变换是e/s关于信号系统,电路S域模型问题,要有过程的,这是一个三阶系统,比较复杂。

当H(s)的极点全部在左平面时有H(jw)=H(s),其中s=jw。也就是说当s域的收敛域在JW的左边时,就可以实现S域变为频域,因为S域的收敛域包含JW,你画一个坐标轴,以Jw为纵轴,σ为横轴就能明白了。

将传递函数变换成时域的应该是拉普拉斯反变换,用ilaplace函数:

例如:

syms s

L=1/(2s+1)

F = ilaplace(L)

结果显示:

F =1/(2exp(t/2))

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