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第88回2 傅里叶变换原理拆解(1)

已有 347 次阅读 2026-3-31 22:37 |系统分类:科研笔记

fourier_transform_animation.gif

日更不能断,今天拆解傅里叶变换。

傅里叶变换的基本公式:

:时间序列

:频域序列

看着挺唬人,其实没有那么恐怖。

欧拉公式:

所以,实际上就是在以角速度w顺时针旋转(-)。

针对做旋转,然后找是否可以匹配w。如果匹配,那么复平面上的图形不对成,时间平均值(积分)就不为零。

这就好比拿一系列标准的模板,逐个去套。如果有该特定频率,那么就在时间平均值上展现出来。

顶上是一个动图,拆解其中的基本过程。

简单来说,傅里叶变换做的事情,就是把原始信号乘以旋转因子然后对整个时间轴积分(求平均),看结果是否为零。

如果中含有与相匹配的频率成分,旋转后的信号在复平面上会形成一个不对称的轨迹,其中心偏离原点,因此时间平均值不为零。这个非零值的大小,就反映了该频率成分的强度。同理,如果中不含有与相匹配的频率,旋转后的信号在复平面上形成一个中心在原点的对称轨迹(比如圆或椭圆),正负半周期相互抵消,时间平均值趋近于零。

 这就好比拿一系列标准的旋转模板(不同频率的)逐个去套原始信号,套中了(频率匹配),模板“卡住”了信号,平均结果不为零;没套中(频率不匹配),模板“空转”,平均结果归零。通过扫描所有可能的,我们就能知道信号中包含了哪些频率成分,以及各自的强度——这就是傅里叶变换的本质。



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