为什么要引入频域来分析问题?

作者&投稿:南败 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
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因为时域很复杂的东西在频域看来却很简单,而人总是趋向于简单的东西。

1、比如说时域的卷积对应的是频域的乘积。也就是说,积分变成相乘了,自然变简单了。

2、合成信号时,可以通过分析信号的频域,将不同频率的正弦信号的线性组合来合成信号。

3、在解一个电路的响应时,也可以将微分方程化为代数方程,简便运算。

4、而且在设计系统时,如果写成频域的形式,就几乎可以直接写出相应电子元器件的级联或是并联,方便设计系统。

幅度和相位

在使用拉普拉斯,Z-或傅里叶变换时,信号由频率的复函数描述:在任何给定频率的信号的分量由复数给出。数字的幅度是该分量的幅度,角度是波的相对相位。

例如,使用傅立叶变换,系统的响应作为频率的函数,也可以通过复函数来描述。在许多应用中,相位信息并不重要。通过丢弃相位信息,可以简化频域表示中的信息以生成频谱或频谱密度。频谱分析仪是显示频谱的设备,而时域频率可以在示波器上看到。

功率谱密度是可以应用于既不是周期性的也不是可平方积分的大类信号的频域描述;具有功率谱密度,信号仅需要是广义静态随机过程的输出。




为什么引入频谱密度?物理意义是什么
时域和频域是观察和研究振动或信号的两个不同的角度。实际中绝大部分振动,表现在时间或空间距离上都是由很多不同频率和振幅的振动叠加的。引入频谱密度,这样就可以从频域的角度将每个振动分离开,更好的研究其中的每一个振动。

为何要在电路中引入拉布拉斯变换呢?又为什么要引入复频域的概念?
用更好的 方法 解决 线性电路 中 过度过程 和分析正弦电路时一样 用相量法,将时域的三角运算转换到频域的代数运算,求出响应的相量的表达式,然后,将响应的相量形式变换成时域中响应的瞬时表达式,从而达到求解正弦稳态电路的目的。i(t)--I(s),u(t)--U(s),Z(s) 列、解代数方程 时域电...

为什么引入复数?为什引入傅立叶变换?欧拉公式是怎么来的
引入复数是为了工程计算的需要, 很多工程公式不仅跟时间有关(时域),还跟频率有关(频域), 公式复杂, 转化为复频域后,公式简化,计算方便。

频域信号频域分析
在通信与控制系统的研究和工程实践中,傅里叶变换法表现出诸多优势,如快速傅里叶变换(FFT)的引入,极大地提升了分析效率。频域分析则是研究系统参数与性能如何随频率变化,揭示了信号频率特性和时间特性间的密切关系,从而引出频谱、带宽、滤波、调制和频分复用等概念。频域分析的优点主要体现在:无需繁...

高分大讨论:如何正确理解对频域的分析?如何透彻理解傅里叶变换?_百度...
变换到频域,是为了能够从另外一个面去观察和了解信号的实质.因为频率对一个信号来说物理意义是很大的,并不是单纯一个无意义的变换关系.像采样定理,调频调幅等等的,都是基于频域上面的分析其可行性的推倒出来的 傅里叶级数,顾名思义,是一个无穷级数,像泰勒级数,是对一个多项式的展开 傅里叶变换是一...

信号的频域是什么意思?和时域有什么区别?
信号的合成并非易事,特别是当涉及到非线性变换和边缘效应时,如吉布斯现象。尽管傅里叶变换是基础工具,但它并非万能的解药,对于更复杂的信号,我们可能需要引入小波分析等更高级的分析方法。但无论如何,频域的基石地位不容忽视,它为我们提供了一种从复杂到简单的桥梁,连接着信号的生成与解析。总的...

为什么控制工程中要引入拉氏变换,只是为了解高阶微分方程吗?
拉氏变换是把时域的表达式变到频域的表达式,为什么要在频域研究问题呢?一个很简单的例子就是对应不同的频率,相同的电路会得到不同的输出(电路中包含电感或者电容),所谓频率响应曲线就是看这个的。那么这也就决定了在频域分析问题要比在时域分析问题更简便。拉布拉斯变换是非常神奇的,能够把任何波形...

万物皆可傅里叶|傅里叶分析之掐死教程(完整版
文章通过一系列比喻和直观的例子,逐步引入频域与时域的概念。时域分析是我们熟知的,通过时间作为参照观察动态现象,而频域则提供了一种全新的视角,揭示了看似变化无常的世界实际上是由永恒不变的元素组成的。为了使这一概念易于理解,作者使用了音乐为例,解释了如何通过不同频率的正弦波叠加来形成复杂的...

为什么要将信号与系统分析引入S域分析
其实和频域一样,只不过可以把一些不满足傅里叶变化的信号也可以方便频域分析

我已经理解了时域和频域,复频域和前两者有什么关系?
总结来说,复频域是对时域和频域的融合,它通过引入复频率参数,提供了一种更全面、更深入的信号分析手段。无论是研究信号的瞬时行为还是频率特性,复频域都是不可或缺的工具,它将时域的直观与频域的深度相结合,为信号工程师揭示了信号的复杂魅力。

南昌市15837239105: 请问为什么信号处理中要用频域分析? -
苍梧娴万复: !枯禅(站内联系TA)理论上来说,时域等域的分析都含有同等信息量,但频域分析可是某些关心的量更直观.一般的工程信号都是有多种频率信号叠加而成的复杂信号,而可能我们关心的只是其中某个频率段的信号成分,因而可以从频域分...

南昌市15837239105: 为什么要把信号从时域变换到频域分析? -
苍梧娴万复:[答案] 1、时域可以直观的观测到信号的形状,但是,不能用有限的参数对信号进行准确的描述. 2、频域分析可以将复杂信号分解为简单的信号(正弦信号)的叠加,可以更加精确的了解信号的“构造”. 3、在线性系统中,可以利用线性叠加原理,将单一...

南昌市15837239105: 为什么信号要在频域下研究(500字) -
苍梧娴万复: 要说到频域,需要先从时域谈起.我们可以以这样一种形式将信号在坐标轴上表示出来,即,横轴为时间t,纵轴为信号的电流或电压幅度.这便是,信号的时域表示.而若将横轴的标度换成频率f或角频率w,这样表示出来的信号就是频域的.通过频域下表示的信号,我们可以做很多事情.举例而言,我们可以将不同频率的信号放在同一个信道上进行传输,再用滤波器将其恢复出来,达到信道的高效利用.为了能更好地对信号进行处理,我们会将很大的精力放在研究滤波器上,而滤波器几乎都是在频域上对信号进行分析的.因此也就对我们对信号的频域特性的了解程度提出了更高的要求.

南昌市15837239105: 什么是信号的时域?什么是信号的频域?为什么要从信号的频域来理解信号? -
苍梧娴万复: 时域中X轴是时间,反映的是信号随时间变化的情况; 频域中X轴是频率,反映的是信号在不同频率上的分布; 从频域中可以看到信号的成分:包含了哪些不同频率的信号类型?每种类型信号的幅值是多少?对于随机信号,则可以看出信号包含的能量在不同频率的分布情况.而这些是无法从时域信号中看出来的.

南昌市15837239105: 频域分析对信号和系统分析而言,各自有什么特点 -
苍梧娴万复: 从开始的系统时域分析,到频域分析,虽然形式上可能会有些诧异,但是不可否认,他们的思路都是一致的,即将信号分解成一个个的基信号,然后研究系统对于基信号的响应,再将这些所有的基信号的响应叠加,便是系统对于一个完整的复杂...

南昌市15837239105: 在设备故障诊断时,为什么要对测试信号进行频域分析 -
苍梧娴万复: 不同频率成分对应机器不同部件的故障,不同部件的频率成分需通过振动信号FFT变换后才能直观得出的.

南昌市15837239105: 为什么控制工程中要引入拉氏变换,只是为了解高阶微分方程吗? -
苍梧娴万复: 拉氏变换是把时域的表达式变到频域的表达式,为什么要在频域研究问题呢?一个很简单的例子就是对应不同的频率,相同的电路会得到不同的输出(电路中包含电感或者电容),所谓频率响应曲线就是看这个的.那么这也就决定了在频域分析问题要比在时域分析问题更简便.拉布拉斯变换是非常神奇的,能够把任何波形变成若干个频率成规律变化,幅值不同的正弦波的叠加,那么这样分析每个正弦波的响应,那么叠加后的响应也就得到了.理解了么??

南昌市15837239105: 什么情况下数据要在频域进行处理? -
苍梧娴万复: 1. 理论上来说,时域等域的分析都含有同等信息量,但频域分析可是某些关心的量更直观. 2. 一般的工程信号都是有多种频率信号叠加而成的复杂信号,而可能我们关心的只是其中某个频率段的信号成分,因而可以从频域分析来截取或滤除某些频率成分的信号而保留感兴趣的成分-------是为滤波; 3. 另一方面,根据信号频域特征以及频域内的一些数学计算(微分、积分、卷积、乘积、缩放等等)可以提取很多信号里面隐含但不直观的信息,很多很多,不胜枚举.

南昌市15837239105: 高分大讨论:如何正确理解对频域的分析?如何透彻理解傅里叶变换? -
苍梧娴万复: 这个问题其实在书本上面都有说吧,只是说的比较散~ 从当前来看,傅里叶变换是拉普拉斯变换的一个特例. 在工程方面 把时域变换到频域主要是应用于解高阶微分方程.因此拉普拉斯变换在工程方面应用很广泛,是一个很重要的工具. 高阶微分...

南昌市15837239105: 什么是信号的时域分析和频域分析? -
苍梧娴万复: 1.信号的时域分析:是指直接在时间域内对系统动态过程进行研究的方法. 2.信号频域分析:是采用傅立叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f),从而帮助人们从另一个角度来了解信号的特征.常用的分析方法为: 画伯德图(波特图),根据波特图可以知道信号幅值的变化和相位的延迟,例如在某个频率范围内,信号幅值特性曲线的斜率为-20dB/十倍频,说明信号频率每增加已被,幅值-3dB.这个分析方法是针对频域的,时域分析通过微分方程(结合初始条件)来分析,直接以时间为横坐标作图啊,或者,找出过振荡、振荡及临界状态,一般都转换成频域来分析.

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