第65章
π
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2
2、第二种形式
22
f (t) = A + A cos(ωt +ψ )
0 1m 1 1
+ A cos(2ωt +ψ )
2 m 1 2
+···+ A cos(kωt +ψ ) +···
km 1 k
∞
= A +∑A cos(kωt +ψ )
0 km 1 k
k=1
A0
A0称为周期函数的恒定分量(或直流分量);
AA00
A cos( t+ ) 1
ω ψ 称为 次谐波(或基波分量),
A cos( t+ ) 1
AA1mccooss(( 1tt++ 1)) 11
1m 1 1
11mm 11 11
其周期或频率与原周期函数相同;
其他各项统称为高次谐波,
2 3 4 ……
2 3 4 ……
即 次、 次、 次、
22 33 44 …………
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3
3、两种形式系数之间的关系
33
∞
第一种形式 f (t) = a +∑'a cos(kωt) +b sin(kωt)'
0 k 1 k 1
k=1
∞
第二种形式 f (t) = A +∑A cos(kωt +ψ )
0 km 1 k
k=1
2 2
A =a A = a +b
A =a
AA ==aa
0 0
0 0
00 00 km k k
a A b A
a =A cosψ b =A sinψ
aa =AA cos bb =AA sin
== ccooss ==… ssiinn
k km k k km k
k km k k km k
kk kkmm kk kk kkmm kk
…b
ψ = arctan( k )
k
a
k
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4
4、傅里叶分解式的数学、电气意义
44
+
+
++
A
+ A
+ AA
++
0
0
傅氏分解 00
U
U
u(t) UU
u(t)
uu((tt)) 1
1
11 u(t)
u(t)
uu((tt))
… U
U
UU2
2
22
…
…
……
…
分解后的电源相当于无限个电压源串联
对于电路分析应用的方法是
叠加定理
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f(t)
f(t)
三、ff((tt))的频谱
傅里叶级数虽然详尽而又准确地表达了周期
函数分解的结果,但不很直观。
为了表示一个周期函数分解为傅氏级数后包
“ ”
含哪些频率分量以及各分量所占 比重 ,
“ ”
““ ””
用长度与各次谐波振幅大小相对应的线段,
按频率的高低顺序把它们依次排列起来,
f(t)
f(t)
得到的图形称为ff((tt))的频谱。
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1
1、幅度频谱
11
各次谐波的振幅用相应线段依次排列。
A
A
AA
km
km
kkmm
ω 3
3
O 33ω
O
OO 1
1
11 1
1
11 k
k
ω
kk 1
1
2 4 11
2 4
22ω 44ω
1 1
1 1
11 11
2、相位频谱
2
22
把各次谐波的初相用相应线段依次排列。
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例:求周期性矩形信号的傅里叶级数展开式及其频谱
f(t)
f(t)
ff((tt))
E
E
EE
m
m
mm T
T