时域和频域的关系

   对于一个电信号,一种是用它随时间的变化特性来表示,如各种电子示波器的测试波形,一般称它为时域分析方法。另一种是用信号所含的各种频率分量(频谱分布)来表示,由频谱分析仪来测量,一般称它为频域分析方法。 LDS3985M25R

    这里所说的“谱”,是指按一定规律列出的图表或绘制的图 U像。而频谱是指对信号按频率顺序排列起来的各种成分,当只考虑其幅值时,称为幅度频谱,简称频谱。对于任何电信号的频谱所进行的研究,称为频谱分析。

   一个周期信号,由基波和各次谐波成分等组成,当用频谱 表示时,如图7.8.1所示。图中每一根竖线的长短代表一种  图7.8.1周期信号的频谱图正弦分量幅值(模)的大小,并且只取正值。称这些纵线为“谱线”。既然上述时域和频域两种分析方法都能表示同一信号的特性,因此它们之间必然是可以互相转换的。时域分析是研究信号的瞬时幅度・与时间莎的关系,而频域分析是研究信号中各频率分量的幅值σ与频率的关系。

    图7.8.2所示。图中反映一个由基波和二次谐波合成的非正弦波信号的情况,它是三维坐标的示意图;在时域平面上显示的是合成后的波形图,反映信号`总的瞬时幅度图(a)所示;在频域平面上显示的是各次谐 波的谱线,反映各种频率分量的幅值,根据上述理论分析,时域分析与频域坌   '图7.8,2时域与频域的关系示意图析同样用来反映同一信号的特性,但是两者分析的方法不同,应用领域也不同。

    频域分析法多用于测量各种信号的电平、频率响应、频谱纯度和谐波失真等。时域与频域的关系通过用数学方法――傅里叶级数和傅里叶变换来表征。例如,图7.8.3中给出的方波图像用下列数学式表达。