時域和頻域


1、傅里葉同學告訴我們,任何周期函數,都可以看作是不同振幅,不同相位正弦波的疊加

2、在你的理解中,一段音樂是什么呢?

  (時域)

  上圖是我們對音樂最普遍的理解,一個隨着時間變化的震動。但我相信對於樂器小能手們來說,音樂更直觀的理解是這樣的:

  (頻域)

 

 

  其實這一段寫到這里已經可以結束了。上圖是音樂在時域的樣子,而下圖則是音樂在頻域的樣子。所以頻域這一概念對大家都從不陌生。

  個人的理解是這樣的,樂譜上標注的是單一時刻的各種音樂的疊加類型和變音類型,實際實際演奏中會把聲音疊加在一起,成了一個特殊的聲音。

對於頻率來說,其實也是各種頻率疊加起來的,最終合成一個特殊的頻率。那為什么不直接定義這個頻率呢?對於實際生活中,頻率太多了,沒辦法

一一定義只好在頻域定義,特別是噪音可能有10種聲音和在一起出來的,就像單詞,我們只有26個字符,但是可以表達很多的意思,字母就是26個單

一的頻,發聲就是時域,組成就是頻域。

3、傅里葉變換將函數的時域(紅色)與頻域(藍色)相關聯。頻譜中的不同成分頻率在頻域中以峰值形式表示,這邊有一個挺好的圖例說明

                  中間實現算法是傅里葉

                      紅色時域 藍色頻域

 

  我能用前面說的正弦曲線波疊加出一個帶90度角的矩形波來,你會相信嗎?還是先舉個栗子並且有圖有真相再回答。

                         

  第一幅圖是一個郁悶的正弦波cos(x);第二幅圖是2個賣萌的正弦波的疊加cos(x)+a.cos(3x);第三幅圖是4個發春的正弦波的疊加;

第四幅圖是10個便秘的正弦波的疊加;但是要多少個正弦波疊加起來才能形成一個標准90度角的矩形波呢?不幸的告訴大家,答案是無窮多個。

  現在再來看那個動圖,至少前面兩張看得懂了把。

 

  那么第三張圖怎么理解呢?其實只要我的時域波形按照頻域這樣子給就可以的到你想要的的波形,其實就是這個時域波形的形成公式;再來一張圖幫助下理解

                

 

可以發現,在頻譜中,偶數項的振幅都是0,也就對應了圖中的彩色直線。振幅為0的正弦波。這個要注意。

 

 

 

 

 

娛樂看圖時間

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

  

   

 

  

 

 

 

     


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