对于 DFT 的定义,我们有
让我们为简化起见说甚至。
然后
- 被认为是奈奎斯特频率
- 和
上述两个陈述的直觉和数学原因是什么?
我可以看到,对于每个值复杂的正弦波越来越快,在某些时候它们太快了,我们得到了混叠效果。复正弦波的采样率可以解释为和基本等于基本周期
对于 DFT 的定义,我们有
让我们为简化起见说甚至。
然后
上述两个陈述的直觉和数学原因是什么?
我可以看到,对于每个值复杂的正弦波越来越快,在某些时候它们太快了,我们得到了混叠效果。复正弦波的采样率可以解释为和基本等于基本周期
奈奎斯特垃圾箱(即使) 对于实值序列是实值的,但一般不等于零。它是由
因此,您只需更改每隔一个时域样本的符号,然后计算总和。该值可以为零,但不需要为零。
频率指数对应于奈奎斯特(甚至) 因为相关的复指数具有最大频率,即它是一个等幅的交替序列:
@OuttaSpaceTime 回答您评论中的问题:对于偶数 N 点 DFT,与 k = N/2 DFT bin 相关的频率为 Fs/2,其中 Fs 是以赫兹为单位测量的数据采样率。
@OuttaSpaceTime,当我们执行 N 点 DFT 时,我们同时计算输入信号与 N 个不同的复指数序列的 N 个相关性。所以,问问自己:这些复指数的频率是多少?即第k个复指数的N个样本绕圆旋转多少次(第k个复指数的N个样本旋转两个pi弧度的角度多少次)?
在 N 个样本上,围绕一个圆的 k=1 复指数循环一次。它的“循环”频率为 1*Fs/N = Fs/N Hz,其中 Fs 是以赫兹为单位测量的数据采样率。
在 N 个样本上,围绕一个圆圈的 k=2 个复指数循环两次。它的“循环”频率为 2*Fs/N Hz
最后的 k=N-1 个复指数循环围绕一个圆 N-1 次,超过 N 个样本。它的“循环”频率为 (N-1)*Fs/N Hz
所以我们可以说,第 k 个 DFT bin 的复指数频率为 k*Fs/N Hz。
为了证实我在这里的主张,可以将 DFT 视为一组复值带通滤波器。也就是说,如果您有 x(n) 个输入样本的长序列,您可以对 x(0)-thru-x(N-1) 个输入样本执行 N 点 DFT,并保留 X(k) 个样本和将其指定为“R”序列的第一个样本。接下来,对 x(1)-thru-x(N) 个样本执行 N 点 DFT,并保留 X(k) 个样本并将其指定为“R”序列的第二个样本。然后对 x(2)-thru-x(N+1) 个样本执行 N 点 DFT,并保留 X(k) 个样本并将其分配为“R”序列的第三个样本。等等。
您计算的“R”序列是中心频率为 k*Fs/N Hz 的复值带通滤波器的输出。(该带通滤波器的频率幅度响应本质上是 sin(x)/x。)
不,逆 DFT 定义中的 1/N 因子与 DFT 的“频率”概念完全无关。
在信号处理中,“频率”的概念是比率. 在 DSP 中,频率通常以, 要不就 其中“sample”是信号样本之间的持续时间。在 DFT 中,我们将复指数指定为以弧度/样本测量。那么......,我们的“角度变化”和“时间间隔”值(什么是“频率”)是什么?复指数?
在我们的复指数角度变化每个样本的弧度和样本之间的持续时间是秒。所以我们的复指数有一个频率=弧度每秒。我们的 DFT 复指数的频率以每秒周期为单位测量是赫兹。