阶跃函数的傅里叶变换计算器
积分信号是什么意思?
积分信号是什么意思?
积分信号是利用数学对信号进行分析的一种方法。
积分信号可以说是对信号进行积分,也可以说是指信号的积分变换。
我们现实中的信号都是时域中的,这些信号对我们来说比较熟悉,如正弦信号。但这些时域信号不好分析,计算量大(这可以从解时域微分方程中看出来)。
所以我们要寻求变换,开始是连续信号的傅里叶变换,接着是广泛的拉式变换,还有离散信号的Z变换。这些变换不仅使信号便于分析,而且易于传输。
而这些变换大多是积分变换。
总之,这些积分变换都有固定的公式,只是积分难易问题,建议复习高数的不定积分,记忆几个简单函数的积分变换,如:矩形函数,正弦函数,衰减函数,冲击函数,阶跃函数等,最重要的是记住所有的变换性质,如:线性,时域微分,时域积分等。这样一般的信号积分变换都没问题。
阶跃函数的傅里叶变换是多少?
是πδ(ω) 1/jω。
在阶跃函数的傅里叶变换中存在πδ(ω)冲击函数,这个函数是由于阶跃函数中存在直流分量导致的。直流电的频率ω0,恰好对应δ(ω)函数在频率ω0处存在的脉冲。
单位阶跃函数的性质总结?
单位阶跃函数目前有三种定义,共同之处是自变量取值大于0时,函数值为1;自变量取值小于0时,函数值为0,不同之处是,自变量为0时函数值各不相同。
单位阶跃函数
第一种定义:自变量为0时函数值不确定或不定义,见北京大学吴崇试的数学物理方法第二版117页9.4式,南京大学梁昆淼数学物理方法第四版83页5.3.6式,陕西理工学院龙姝明数学物理方法amp Mathematica79页5.41式)
第二种定义:自变量为0时函数值为1/2,见吴大正信号与线性系统分析第四版13页1.4-3式
第三种定义:自变量为0时,函数值为1。见吴大正信号与线性系统分析第四版102页3.2-4式关于单位阶跃序列的讨论。
从傅里叶积分变换角度看,第二种定义来得更自然,它正好可以用“符号函数与1之和”再除2来定义,而且计算逆傅里叶变换时我们必须用到这个定义。如果考虑半域问题,例如Laplace积分变换,即可以采用第一种定义,也可以采用第三种定义或 H(x) 1/2(1 sgn(x))。
它是个不连续函数,其「微分」是狄拉克δ函数。它是一个几乎必然是零的随机变数的累积分布函数。
事实上自变量为0时的函数值在函数应用上并不重要,可以任意取。
这个函数由奥利弗·黑维塞提出。
物理意义
从物理角度讲,引入单位阶跃函数一是为了解决单位冲激函数(狄拉克Delta函数)的积分;二是系统在输入信号激励下的响应问题中,为了区分信号加入系统前后两个时点。信号加入系统开始起作用的时点称为“0时刻”后沿,记为0 ,t0 ,就是tgt0;输入信号要加而未加入的时点称为0时刻前沿,记为0-,t0-,就是tlt0。因而物理上一般不介入(0- ,0 )时区,因为这个时区内说不清输入信号到底加入系统了没有,实际上这个时区的宽度也不定,数学上可以认为它趋于0。于是单位阶跃函数在自变量为0处,即(0-,0 )区间上的值不予定义。这就是物理上采用第一种定义的缘故。
卷积性质
f(t)*u(t)1/D[f(t)](D为微分算子)
这一性质不难通过Delta函数的卷积性质和卷积运算的积分性质证明。