傅里叶变换:时移与频移性质解读|CSDN创作打卡

F [ f ( t − t 0 ) ] = F ( f ) e − j 2 π f t 0 \mathscr{F}\left[f(t-t_0)\right]=F(f)e^{-j2\pi ft_0}F[f(tt0)]=F(f)ej2πft0

时域信号可以分解为无穷多个谐振信号,那么时域信号有了 t 0 t_0t0 的时延后,所有的谐振信号也会有 t 0 t_0t0 的时延。从上面的表达式就可以看出,不同频率成分的时延大小相同,但是相位改变量是与其频率有关的。频率为 f ff 的谐振成分的相位该变量为 2 π f t 0 2\pi ft_02πft0。这是很好理解的,时间相同的情况下,高频成分的相位该变量自然大。
为什么相位该变量是负的呢?时域本应该在 0 时刻到达的信号推迟到了 t 0 t_0t0 时刻到达。那么各频率分量本应在 0 时刻的相位值,同样改到了 t 0 t_0t0 时刻。而当前 0 时刻的相位是落后于 t 0 t_0t0 时刻的,这样看来,各频率成分的相位都表现为落后而非超前,故有一负值的附加相位。

F [ f ( t ) e j 2 π f 0 t ] = F ( f − f 0 ) \mathscr{F}\left[f(t)e^{j2\pi f_0t}\right]=F(f-f_0)F[f(t)ej2πf0t]=F(ff0)

该式子右侧表明信号的频谱整体向右移动 f 0 f_0f0,也就是说信号的频率提高了。反应在时域上,就是信号的振荡速度加快,但是这种加快并不表现为时域信号的压缩,因此并不是 f ( t / ? ) f(t/?)f(t/?) 的形式。它其实是将 F ( f ) F(f)F(f) 从 0 频搬移到了 f 0 f_0f0 中心频率上,是一个调制操作。因此时域应写作 f ( t ) c o s 2 π f 0 t f(t)cos2\pi f_0tf(t)cos2πf0t,由于现在是复数表示形式,所以写为 f ( t ) e j 2 π f 0 t f(t)e^{j2\pi f_0t}f(t)ej2πf0t

日后会专门出一期内容,从各个角度讲解,为什么要有信号的复数表示?


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