如何理解连续的频谱

连续信号的傅里叶分析一文可知,周期连续信号可表示为成谐波关系的正弦信号的叠加,其频谱是离散的,傅里叶级数的系数表示每个频率成分的权重,物理意义很明显。非周期连续信号也能表示成不同频率正弦信号的叠加,只不过频率之间没有间隙,频谱是连续的,它的物理意义就没有那么明显了。

将连续信号的傅里叶变换公式对列出:

我们首先假设某信号的傅里叶变换是个脉冲函数,面积为,出现在处,即:

通过傅里叶反变换公式可以求出对应的时域信号

式表明,频域中的脉冲是时域中的信号的频谱。

我们知道,时域中的信号可以表示成脉冲的叠加,可以用卷积来表示:

这一点对频域信号也是适用的,把变量换成就行了,即:

式改写一下:

所以,我们可以这么理解连续的频谱的意义:可以表示成无数个脉冲函数的叠加,每个脉冲函数对应某个频率的信号,即,非周期连续函数也能表示成正弦信号的叠加,各频率信号所占的比重是脉冲的面积倍。