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频域分析法

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  • 发布时间:2013/9/22 17:25:25
  • 作者:银河电气

一、概述

  频域(频率域)——自变量是频率,即横轴是频率,纵轴是该频率信号的幅度,也就是通常说的频谱图。频谱图描述了信号的频率结构及频率与该频率信号幅度的关系。
对信号进行时域分析时,有时一些信号的时域参数相同,但并不能说明信号就完全相同。因为信号不仅随时间变化,还与频率、相位等信息有关,这就需要进一步分析信号的频率结构,并在频率域中对信号进行描述。动态信号从时间域变换到频率域主要通过傅立叶级数和傅立叶变换实现。周期信号靠傅立叶级数,非周期信号靠傅立叶变换。
借助傅里叶级数,将非正弦周期性电压(电流)分解为一系列不同频率的正弦量之和,按照正弦交流电路计算方法对不同频率的正弦量分别求解,再根据线性电路叠加定理进行叠加即为所求的解,这是分析非正弦周期性电路的基本方法,这种方法叫频域分析法,也称为频谱分析法。

二、信号频域分析

  信号的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。信号频谱X(f)代表了信号在不同频率分量成分的大小,能够提供比时域信号波形更直观,丰富的信息.

  进入20世纪以后,谐振电路、滤波器、正弦振荡器等一系列具体问题的解决为正弦函数与傅里叶分析的进一步应用开辟了广阔的前景。

  频域分析是以输入信号的频率为变量,在频率域,研究系统的结构参数与性能的关系,揭示了信号内在的频率特性以及信号时间特性与其频率特性之间的密切关系,从而导出了信号的频谱、带宽以及滤波、调制和频分复用等重要概念。

三、频域分析的优点

  域分析具有明显的优点:无需求解微分方程,图解(频率特性图)法,间接揭示系统性能并指明改进性能的方向和易于实验分析.可推广应用于某些非线性系统(如含有延迟环节的系统)以及可方便设计出能有效抑制噪声的系统。

四、频域分析对象

  分析系统的

  1.频率响应,它指系统对正弦输入信号的稳态响应。

  2.频率特性,它指系统在不同频率的正弦信号输入时,其稳态输出随频率而变化(ω由0变到∞)的特性。

  3.幅频特性与相频特性一起构成系统的频率特性。

  4.幅频特性,它指的是当ω由0到∞变化时,|G(jω)|的变化特性,记为A(ω)。

  5.相频特性,它指的是当ω由0到∞变化时,∠G(jω)的变化特性称为相频特性,记为ϕ(ω)。

五、其它与频域相关的参考资料

  外部链接:时域和频域的关系及matlab演示

  外部链接:时域分析和频域分析

  站内链接:傅里叶变换

  站内链接:滤波

 

  作者:量值溯源

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