248第10章经典波形
我们从傅里叶变换的时移公式(第217页)出发,把时移设置为一个样点:
FT{x【n-1】}=【cos(ko)-isin(ka)】FT(x【n】}~
(1-iok)FT{x【nl}
这里我们运用这样一个假设:由于N比k大得多,因此ko=2mk/N比1小得多,所以我们可以得到这样的近似:
cos(kaw)~1,sin(ko)sko这在一个很小的误差范围内是很好的近似公式,误差与(k/N)2同阶。现在我们把这个近似结果带入到计算公式中,得:
T{x【n】-x【n-1】}*iok-FT{x【n】}
10.3.1锯齿波
首先,我们把这个公式运用到锯齿波s【】上。对于0≤n
s【a】-stn-1】=-+10 其他
忽略常数偏置-,上式给出了一个冲激(lmpulse),即每个周期中除了一个样点以外其他地方都是0。傅里叶变换中的求和只有一项,因此我们得到:
FT{s【n】-s【n-1】}(k)=1,k=0,-N
Ts【al】)(t)~ 高水"2志
上式对于与N相比很小的k是成立的,但要求k0。(为了得到表达式的第2种形式,我们运用了o=2x/N和1/i=-i。)
这个分析并没有给我们直流分量的T{s【n】}(0),因为我们将不得不除以k=0。作为替换方案,我们可以直接把直流项作为波形中所有样点的和来计算:根据对称性,它近似等于0。
为了把傅里叶级数写成我们熟悉的实值正弦与余弦函数形式,我们把k的相互对应的负值项和正值项合并起来。一次谐波(k=土1)为:
-【FT(s【n】}a)-Un+FT{s【n】}(-1)-U-】
L【Un-U-n】
sin(on)
元
类似地,第k次谐波为