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为什么要将时域信号转变成频域信号?并举例说明。

2014-03-02 21:45阅读:
为什么要将时域信号转变成频域信号?并举例说明。
时域可以直观的观测到信号的形状,不能用有限的参数对信号进行准确的描述。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。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

信号处理一般需对信号进行变换(采样及恢复)、滤波、传输、分析等过程。
信号变换
数字通信要将模拟信号采样后进行传输.这样在时域看,即时采样周期再密集也无法唯一的还原出原始信号.也就是时域上信号的信息量有损失.然而在频域上看,经过采样的信号为原始信号在频域上的搬移及累加.若采样方式满足
SPAN>样定理,即采样频率为原始信号最高频率的二倍(过采样),就可以通过低通滤波器获得原始信号的基带频域相应.再利用傅立叶逆变化获得原始信号.由此可见一个采样后信息量有损失的信号可以通过傅立叶变化,低通滤波器滤波整形,傅立叶逆变化这样的方式完整的恢复.
信号滤波
时域进行滤波,需要作卷积运算,而转化到时域做的乘法运算,计算量小,而且有FFTIFFT的快速算法,所以工程实现上频域滤波容易一些。
在频域设计滤波器滤波器参数的物理意义很明确,分析起来很直观
信号传输
数字信号传播距离长,可同时传递大容量的信号,抗干扰能力强
模拟信号传播距离较短,传递容量小,保真性较差
信号分析
频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。

例:
声音的甄别:
一般声音可以通过音调、音质等方法进行简单的识别,但是如果无法通过音调、音质进行区分,那么可以通过分析声音的频率进行甄别,由于人的性别、习惯等不同,所以人在每个字发音的频率就会带有差异,这样就可以甄别、锁定目标。

图像的边值分析

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