离散傅里叶变换(DFT)具有以下性质:
线性性质:
DFT对信号的加法和数乘满足线性关系,即:
\[
DFT(a x[n] + b y[n]) = a DFT(x[n]) + b DFT(y[n])
\]
\[
DFT(c x[n]) = c DFT(x[n])
\]
其中 \(a\) 和 \(b\) 是常数,\(c\) 是实数,\(x[n]\) 和 \(y[n]\) 是离散时间信号。
平移性质:
如果信号 \(x[n]\) 向左平移 \(m\) 个样本,其DFT将向右平移 \(m\) 个频率分量,即:
\[
DFT(x[n-m]) = DFT(x[n]) \cdot e^{-\frac{2\pi i}{N}nm}
\]
其中 \(N\) 是信号的长度,\(i\) 是虚数单位。
翻转性质:
信号 \(x[n]\) 在时域中翻转,其DFT在频域中也会翻转,即:
\[
DFT(-x[n]) = DFT(x[n]) \cdot (-1)^n
\]
实数信号的对称性和奇偶性:
如果信号 \(x[n]\) 是实数,则其DFT具有以下对称性:
如果 \(x[n]\) 是偶函数(即 \(x[n] = x[-n]\)),则 \(X[k] = X[-k]\)。
如果 \(x[n]\) 是奇函数(即 \(x[n] = -x[-n]\)),则 \(X[k] = -X[-k]\)。
卷积和DFT的联系:
两个离散时间信号的卷积在时域中等于它们DFT的乘积在频域中,即:
\[
x[n] * y[n] = \frac{1}{N} \sum_{k=0}^{N-1} X[k] Y[k]
\]
相关和DFT的联系:
两个离散时间信号的相关在时域中等于它们DFT的乘积在频域中,并乘以一个常数 \(N\),即:
\[
R_{xy}[n] = \frac{1}{N} \sum_{k=0}^{N-1} X[k] Y^*[k]
\]
其中 \(Y^*[k]\) 是 \(Y[k]\) 的共轭。
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