離散希爾伯特變換


一般情況下,我們需要有關幅度和相位(或實部和虛部)在(-PI, PI]上的全部信息才能完整描述一個序列的傅里葉變換特性;但在特定情況下,有可能不需要這些全部的信息。

1. 因果實序列

因果實序列可以從它的偶對稱分量( (x[n] + x[-n]) / 2 )恢復出來;而偶對稱序列的傅里葉變換只有實數分量。因此,因果實序列只需要其傅里葉變換的實數部分(對應該序列的偶對稱分量)就可以完全描述。當已知因果實序列的傅里葉變換XR,可以通過XR和cot(ω/2)的卷積積分(可能需要乘上一個負的系數)求得XI。這樣,由於一個物理可實現系統的沖擊響應是因果函數,因此其傳遞函數是一個解析函數(傳遞函數的實部和虛部滿足希爾伯特變換關系)。

2. 有限長實序列

有限長序列具有離散傅里葉變換,可以使用FFT從XR計算XI

3. 幅度與相位的關系

 在最小相位條件下,幅度和相位之間具有確定的關系,且復倒譜是因果的。

(復倒譜:(log|X|+jarg[X])的傅里葉反變換,可以將時域卷積關系變換為時域相加關系:)  

X1(ω)=DFT[x1(n)]

X2(ω)=DFT[x2(n)]

X(ω)=DFT[x(n)]=DFT[x1(n)*x2(n)]=X1(ω)X2(ω)

x^(n)=IDFT{log[X(ω)]} 
   =IDFT{log[X1(ω)]}+IDFT{log[X2(ω)]}

 


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