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什么是周期信号

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什么是周期信号

周期信号和非周期信号是信号的一种分类方式。

重要提示:

对于连续周期信号,我们在后续课程中将首先讨论它的傅里叶级数展开式,从而引出周期信号频谱的概念然后过渡到非周期信号的傅里叶变换,并讨论其频谱。对于离散周期信号和离散非周期信号也有相似的可做类比的讨论。

1、连续周期信号的周期

对于连续周期信号,有

      f(t)=f(t+mT), 其中m取整数,T为正实数

以上等式在整个时间(t)轴上处处成立。

我们知道,对于连续周期信号,T就是信号的周期。信号的周期不唯一,其中最小的那个T值常称为连续周期信号的基本周期(fundamental period),简称作周期。显然,对于连续周期信号,T,2T,3T,…都是信号的周期(因为信号以T为周期重复,也就意味着信号会以2T(3T,…)重复)。我们通常求解的周期就是信号的基本周期(也就是信号波形重复的最小时间跨度)。

最为熟悉的连续周期信号应该是正弦(或余弦)信号,即形如sin(ωt)的信号(ω为正实数)。对于信号f(t)=sin(ωt),我们一般称ω为其角频率(单位是rad/s)。这个信号的频率(frequence)为:

                 f=ω/2π   (Hz)

它的周期(基本周期)为:T=1/f=2π/ω  (s)。

类似地,我们定义任意连续周期信号的周期、频率、角频率等概念。例如:以下的周期性三角波信号。

它的周期(T)为0.2s,频率(f)为5Hz,角频率(ω)为10πrad/s。

对于一个形如sin(ωt)的连续信号,它一定是周期信号(只要ω是正实数,无论它是多少),因为信号重复的最小跨度可能(并可以)取任意正实数。但是对于形如sin(βk)的离散信号就不然了!