第三章:3.2 周期信号傅里叶级数分解

傅里叶级数分解公式

我们给出这样一个周期信号

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三角函数傅里叶公式

如图所示为三角函数形式的傅里叶公式,我们可以看到,an和bn是相互正交的,他们之间满足勾股定理

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从上面的分析我们可以看出,周期信号可以分解成一个直流信号和无穷多的交流信号的叠加。其中,与信号周期相同的交流分量称之为信号的基波。其余的交流分量称之为信号的谐波。谐波二字来源于其他信号的交流分量的频率都是基波的整数倍数。在音乐中,频率只满足比例关系的音乐会显得非常和谐,所以称之为谐波。

复指数形式傅里叶公式

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傅里叶分解理论告诉我们,任何周期信号可以分解成他的直流分量和谐波分量,其中所有谐波分量的频率都是信号本身频率的整数倍数。

周期矩形信号的傅里叶级数分解

如图所示,我们首先明确一个概念,周期函数在周期上的积分与起始位置无关,因此在计算时选择合适的区间就可以了。

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还是对于同样一个周期方波信号,我们来看一下三角函数形式分解的办法

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这是复指数形式

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练习题

这个题直接套公式就可以了,直流分量就是a0c0 这个题需要注意的就是各个符号的含义。

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