为什么要在频域上描述信号(为什么要把信号从时域变换到频域)(1)

图1中的畸变波形难以用数学公式表示出来,因此就难以对这样的波形进行分析研究,为了解决这个问题,傅里叶通过研究发现,这样的波形可以分解为不同频率正弦波的组合:

为什么要在频域上描述信号(为什么要把信号从时域变换到频域)(2)

正弦波是一种理论上非常成熟的波形。这样分解以后,便可以对图1中的畸变波形进行充分的研究和分析。对于这些正弦波,我们更关注的是它们的频率,因为不同频率的正弦波包含不同的信息,声音(包括噪音、超声波等)也可以分解为正弦信号,但我们人类能听到的声音存在一个频率范围,因此,分解出来的这些正弦波就称为频域信号。这就是我们常说的把时域信号变换到频域的方法。

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信号频谱图

把信号从时域转换到频域以后,就可以得出信号的频谱图。从频谱图可以得到

f(t)=sin(2*pi*t) 0.8*sin(6*pi*t) 0.6*sin(8*pi*t),即频谱图中的原始信号由1hz,3hz,4hz的正弦波组成,在这个基础上,我们就可以对原始信号进行进一步的处理,比如,通过一个滤波器,把我们需要的1hz,3hz的正弦信号抽取出来。

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滤波器

如果输入的是被噪音污染了的语音信号,那么,我们就可以通过滤波器选出我们想要听到的语音。我们英语四,六级考试耳机上的调谐旋钮就是这个工作原理。

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语音信号滤波

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