傅里叶系数由Fourier coefficient翻译而来,有多个中文译名。它是数学分析中的一个概念,常常被应用在信号处理领域中。对于任意的周期信号,如果满足一定条件,都可以展开三角函数的线性组合,每个展开项的系数称为傅里叶系数。
数学分析
定义
若在整个数轴上
一般地说,若是以为周期且在上可积的函数,则按上式计算出的称为函数(关于三角函数系)的傅里叶系数,以的傅里叶系数为系数的三角级数称为(关于三角函数系)的傅里叶级数,记作:
其中,记号“”表示上式右边是左边函数的傅里叶级数
一般的周期函数
若是以为周期且在上可积的函数,则:
称为函数(关于三角函数系)的傅里叶系数
偶函数
若是以为周期的偶函数,或是定义在上的偶函数,则:
称为函数(关于三角函数系)的傅里叶系数
奇函数
若是以为周期的奇函数,或是定义在上的奇函数,则:
称为函数(关于三角函数系)的傅里叶系数
相关定理
定理1
若函数在上可积,则
其中,为函数的傅里叶系数
定理2
若是以为周期且在上可积的函数,则它的傅里叶级数部分和
当时,被积函数中的不定式由极限
来确定。
信号与系统
三角傅里叶级数
以高等数学中的知识,任何周期为的周期函数,在满足
狄利克雷条件时,可以由三角函数的线性组合来表示
上式即为周期信号的三角傅里叶级数表达式,其中,为基波信号,为次谐波频率,是傅里叶系数。
又可表示为
其中,傅里叶系数,振幅,相位之间的关系是
可看出,和都是的偶函数,和都是的奇函数。
指数傅里叶级数
其中,傅里叶系数
还可写成: