11.1. Задача спектрального анализа и цифровая обработка сигналов.

Непрерывную или дискретную функцию одного переменного можно представить рядом Фурье по тригонометрическим функциям , или интегралом Фурье от этих функций. Задача спектрального анализа состоит в определении спектра функции – кооффициентов ряда Фурье и спектральной плотности в интеграле Фурье в зависимости от частоты или круговой частоты . Спектральный анализ сигналов имеет очень важное значение в радиоэлектронике, поэтому функцию обычно рассматривают как сигнал, зависящей от времени .

Цифровая обработка состоит из двух больших областей: спектрального анализа и цифровых фильтров. Обе области рассматривают цифровые сигналы, называемые также дискретными, которые представляются в виде дискретных функций времени с постоянным шагом дискретизации , т.е. время , где – номер отсчета . Цифровой сигнал получается при дискретизации аналогового сигнала , представляемого непрерывной функцией времени.

Алгоритмы цифровой обработки позволяют выполнять различные преобразования дискретных функций, причем можно преобразовывать как сами функции, так и их спектры.

Рассмотрим периодические и непериодические сигналы. В таблице 11.1 приводятся основные характеристики сигналов и их спектров, причем используются следующие обозначения:

Д=1 означает дискретный, Д=0 – аналоговый, П=1 означает периодический, П=0 – непериодический.

Таблица 11.1.

Аналоговые и дискретные сигналы и их спектры

Дискретный непериодический сигнал (Д=1, П=0) при цифровой обработке обычно рассматривают как периодический (Д=1, П=1) с большими и физически разумными значениями периода .