【数字信号处理】傅里叶变换性质 ( 序列傅里叶变换共轭对称性质 | x(n) 分解为实部序列与虚部序列 | 实部傅里叶变换 | 虚部傅里叶变换 | 共轭对称傅里叶变换 | 共轭反对称傅里叶变换 )
文章目錄
- 一、前置概念
- 1、序列對稱分解定理
- 2、傅里葉變換
- 3、傅里葉變換的共軛對稱分解
- 二、序列傅里葉變換共軛對稱性質
- 0、序列傅里葉變換共軛對稱性質
- x(n) 分解為實部序列與虛部序列
- x(n) 分解為共軛對稱序列與共軛反對稱序列 ( 序列對稱分解 )
- X(e^{jω}) 分解為實部序列與虛部序列
- X(e^{jω}) 分解為共軛對稱與反對稱序列的傅里葉變換 ( 頻域共軛對稱分解 )
- 1、序列實部傅里葉變換
- 2、序列虛部傅里葉變換
- 3、共軛對稱序列傅里葉變換
- 4、共軛反對稱序列傅里葉變換
一、前置概念
1、序列對稱分解定理
序列對稱分解定理 : 任意一個 序列 x(n)x(n)x(n) , 都可以使用其 共軛對稱序列 xe(n)x_e(n)xe?(n) 與 共軛反對稱序列 xo(n)x_o(n)xo?(n) 之和來表示 ;
x(n)=xe(n)+xo(n)x(n) = x_e(n) + x_o(n)x(n)=xe?(n)+xo?(n)
共軛對稱序列 xe(n)x_e(n)xe?(n) 與 原序列 x(n)x(n)x(n) 之間的關系如下 :
xe(n)=0.5[x(n)+x?(?n)]x_e(n) = 0.5[x(n) + x^*(-n)]xe?(n)=0.5[x(n)+x?(?n)]
共軛反對稱序列 xo(n)x_o(n)xo?(n) 與 原序列 x(n)x(n)x(n) 之間的關系如下 :
xo(n)=0.5[x(n)?x?(?n)]x_o(n) = 0.5[x(n) - x^*(-n)]xo?(n)=0.5[x(n)?x?(?n)]
2、傅里葉變換
x(n)x(n)x(n) 的 傅里葉變換 是 X(ejω)X(e^{j \omega})X(ejω) ,
x(n)x(n)x(n) 存在 共軛對稱 xe(n)x_e(n)xe?(n) 與 共軛反對稱 xo(n)x_o(n)xo?(n) ,
X(ejω)X(e^{j \omega})X(ejω) 也存在著 共軛對稱 Xe(ejω)X_e(e^{j\omega})Xe?(ejω) 和 共軛反對稱 Xo(ejω)X_o(e^{j\omega})Xo?(ejω) ;
3、傅里葉變換的共軛對稱分解
傅里葉變換的共軛對稱分解 :
X(ejω)=Xe(ejω)+Xo(ejω)X(e^{j\omega}) = X_e(e^{j\omega}) + X_o(e^{j\omega})X(ejω)=Xe?(ejω)+Xo?(ejω)
其中 X(ejω)X(e^{j\omega})X(ejω) 是 x(n)x(n)x(n) 的傅里葉變換 , Xe(ejω)X_e(e^{j\omega})Xe?(ejω) 是傅里葉變換的 共軛對稱分量 , Xo(ejω)X_o(e^{j\omega})Xo?(ejω) 是傅里葉變換的 共軛反對稱分量 ,
二、序列傅里葉變換共軛對稱性質
0、序列傅里葉變換共軛對稱性質
x(n) 分解為實部序列與虛部序列
x(n)x(n)x(n) 可以分解為 實部序列 xR(n)x_R(n)xR?(n) 和 虛部序列 jxI(n)j x_I(n)jxI?(n) :
x(n)=xR(n)+jxI(n)x(n) = x_R(n) + j x_I(n)x(n)=xR?(n)+jxI?(n)
x(n) 分解為共軛對稱序列與共軛反對稱序列 ( 序列對稱分解 )
根據序列對稱分解定理 , x(n)x(n)x(n) 還可以由序列的 共軛對稱序列 xe(n)x_e(n)xe?(n) 和 共軛反對稱序列 xo(n)x_o(n)xo?(n) 之和表示 ;
x(n)=xe(n)+xo(n)x(n) = x_e(n) + x_o(n)x(n)=xe?(n)+xo?(n)
X(e^{jω}) 分解為實部序列與虛部序列
x(n)x(n)x(n) 的傅里葉變換 X(ejω)X(e^{j\omega})X(ejω) 也可以分解為 實部序列 XR(ejω)X_R(e^{j\omega})XR?(ejω) 和 虛部序列 jXI(ejω)j X_I(e^{j\omega})jXI?(ejω) :
X(ejω)=XR(ejω)+jXI(ejω)X(e^{j\omega}) =X_R(e^{j\omega})+ j X_I(e^{j\omega})X(ejω)=XR?(ejω)+jXI?(ejω)
X(e^{jω}) 分解為共軛對稱與反對稱序列的傅里葉變換 ( 頻域共軛對稱分解 )
根據 傅里葉變換的共軛對稱分解 , x(n)x(n)x(n) 的傅里葉變換 , 可以由 x(n)x(n)x(n) 的 共軛對稱序列 的傅里葉變換 Xe(ejω)X_e(e^{j\omega})Xe?(ejω) 與 x(n)x(n)x(n) 的 共軛反對稱序列 的傅里葉變換 Xo(ejω)X_o(e^{j\omega})Xo?(ejω) 之和表示 ;
X(ejω)=Xe(ejω)+Xo(ejω)X(e^{j\omega}) = X_e(e^{j\omega}) + X_o(e^{j\omega})X(ejω)=Xe?(ejω)+Xo?(ejω)
1、序列實部傅里葉變換
x(n)x(n)x(n) 序列的 實部 xR(n)x_R(n)xR?(n) 的 傅里葉變換 , 就是 x(n)x(n)x(n) 的 傅里葉變換 X(ejω)X(e^{j \omega})X(ejω) 的 共軛對稱序列 Xe(ejω)X_e(e^{j \omega})Xe?(ejω);
xR(n)x_R(n)xR?(n) 的 傅里葉變換 Xe(ejω)X_e(e^{j \omega})Xe?(ejω) 具備 共軛對稱性 ;
xR(n)?SFTXe(ejω)x_R(n) \overset{SFT} \longleftrightarrow X_e(e^{j \omega})xR?(n)?SFT?Xe?(ejω)
2、序列虛部傅里葉變換
x(n)x(n)x(n) 序列的 虛部 xI(n)x_I(n)xI?(n) 的 傅里葉變換 , 就是 x(n)x(n)x(n) 的 傅里葉變換 X(ejω)X(e^{j \omega})X(ejω) 的 共軛反對稱序列 Xo(ejω)X_o(e^{j \omega})Xo?(ejω);
jxI(n)jx_I(n)jxI?(n) 的 傅里葉變換 Xo(ejω)X_o(e^{j \omega})Xo?(ejω) 具備 共軛反對稱性 :
jxI(n)?SFTXo(ejω)jx_I(n) \overset{SFT} \longleftrightarrow X_o(e^{j \omega})jxI?(n)?SFT?Xo?(ejω)
3、共軛對稱序列傅里葉變換
x(n)x(n)x(n) 的 共軛對稱序列 xe(n)x_e(n)xe?(n) 的 傅里葉變換 , 一定是一個 實序列 XR(ejω)X_R(e^{j \omega})XR?(ejω)
xe(n)?SFTXR(ejω)x_e(n) \overset{SFT} \longleftrightarrow X_R(e^{j \omega})xe?(n)?SFT?XR?(ejω)
4、共軛反對稱序列傅里葉變換
x(n)x(n)x(n) 的 共軛反對稱序列 xo(n)x_o(n)xo?(n) 的 傅里葉變換 , 一定是一個 純虛序列 XR(ejω)X_R(e^{j \omega})XR?(ejω)
xo(n)?SFTjXI(ejω)x_o(n) \overset{SFT} \longleftrightarrow jX_I(e^{j \omega})xo?(n)?SFT?jXI?(ejω)
總結
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