频率、周期、角频率的概念
頻率,是單位時間內完成周期性變化的次數,是描述周期運動頻繁程度的量。單位為秒分之一。
頻率的單位為赫茲,Hz。
每個物體都有由它本身性質決定的、與振幅無關的頻率,叫做固有頻率。
對于正弦函數:
周期是正弦量變化一周所需要的時間,用符號T表示,單位是秒(s)。
頻率則是每秒鐘內正弦量變化的次數,用符號f表示,單位是赫茲(Hz)。
顯然:
T = 1 / f
(周期的時間不一定是1秒,而頻率則是在1秒內的次數)
正弦量變化的快慢,用每秒變化多少次(頻率f)來表示。
而每變化一次,對正弦函數而言,正好變化了360°的角度,或2π弧度。因此,用每秒變化多少弧度(稱為角頻率w)表示正弦量變化快慢的方法。
顯然:
w = 2π * f = 2π / T
單位圓內,正弦即為PX線段。
直觀上,正弦函數可以看作單位圓上的一個點在旋轉的時候,這個點在Y軸上的投影隨角度變化的規律 。
因此,正弦的一個周期也就對應了圓的一周360°,即2π。
相移是函數比通常的位置水平向右移動了多遠。
y=Asin(wt+φ)+ky=Asin(wt+φ)+ky=Asin(wt+φ)+k
y=Asin[w(t+φ/w)]+ky=Asin[w(t+φ/w)]+ky=Asin[w(t+φ/w)]+k
φ/w,左加右減φ/w,左加右減φ/w,左加右減
k表示在垂直方向的移動k表示在垂直方向的移動k表示在垂直方向的移動
時域中,X軸是時間,縱軸是信號的變化。反應的是信號隨時間變化的情況。
頻域中,X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。反應的是信號在不同頻率上的分布。
從頻域中可以看到信號的成分:包含了哪些不同頻率的信號類型,每種信號類型的幅值是多少。對于隨機信號,則可以看出信號包含的能量在不同頻率的分布情況。
(動態信號從時間域變換到頻率域主要通過傅里葉級數和傅里葉變換實現。周期信號靠傅里葉級數,非周期信號靠傅里葉變換)
時域和頻域只是指分析信號的方法,而不是說某個信號有時域信號和頻域信號之分。
頻域最重要的性質是:它不是真實的,而是一個數學構造。
時域是唯一客觀存在的域,而頻域是一個遵循特定規則的數學范疇。
正弦波是頻域中唯一存在的波形。
總結
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