拉普拉斯变换,傅里叶变换;Z变换,离散时间傅里叶变换(DTFT);离散傅里叶变换(DFT)之间的关系及理解

频域与时域之间的关系是:
时域离散——频域周期;
时域周期——频域离散;
对于连续时间信号
1.拉普拉斯变换: X ( s ) = ∫ − ∞ ∞ x ( t ) e s t   d t X(s)=\int_{-\infty}^{\infty} {x(t)e^{st}} \,{\rm d}t X(s)=x(t)estdt
对应的是s平面

2.傅里叶变换: X ( j w ) = ∫ − ∞ ∞ x ( t ) e j w t   d t X({jw})=\int_{-\infty}^{\infty} {x(t)e^{jwt}} \,{\rm d}t X(jw)=x(t)ejwtdt
对应的是连续时间信号的频谱,因为 X ( j w ) = X ( s ) ∣ s = j w X(jw)=X(s)|_{s=jw} X(jw)=X(s)s=jw所以频谱与s平面的虚轴相对应
对于离散时间信号
3.z变换 X ( z ) = ∑ i = 1 N − 1 x ( n ) z − n X(z)=\sum_{i=1}^{N-1}x(n)z^{-n} X(z)=i=1N1x(n)zn
对应的是z平面
4.离散时间傅里叶变换(DTFT) X ( e j w ) = ∑ n = 1 N − 1 x ( n ) e − j w n X(e^{jw})=\sum_{n=1}^{N-1}x(n)e^{-jwn} X(ejw)=n=1N1x(n)ejwn
是离散时间信号频谱因为 X ( e j w ) = X ( z ) ∣ z = e j w X(e^{jw})=X(z)|_{z=e^{jw}} X(ejw)=X(z)z=ejw对应的是z平面的单位圆
5离散傅里叶变换(DFT) X ( k ) = ∑ n = 1 N − 1 x ( n ) W N k n X({k})=\sum_{n=1}^{N-1}x(n)W{^{kn}_N} X(k)=n=1N1x(n)WNkn
时域上是将离散信号进行周期延拓,周期延拓后进行离散时间傅里叶变换
频域上是对频谱进行采样,将连续频谱离散化 X ( k ) = X ( z ) ∣ z = W N − k = e − j 2 π N = X ( e j w ) ∣ w = 2 π N k X(k)=X(z)|_{z=W{^{-k}_N}=e^{-j\frac{2\pi}{N}}}=X(e^{jw})|_{w=\frac{2\pi}{N}k} X(k)=X(z)z=WNk=ejN2π=X(ejw)w=N2πk
对应的是z平面单位圆上等N分点
对应的是在频谱上做间隔为 w N = 2 π N w_N=\frac{2\pi}{N} wN=N2π的采样

z变换和拉普拉斯变换的关系:
z = e s t z=e^st z=est
s = σ + j Ω s=\sigma +j\Omega s=σ+jΩ
z表达为 z = r e j w z=re^{jw} z=rejw
r = e σ t r=e^{\sigma t} r=eσt
w = Ω t w=\Omega t w=Ωt
可见,s平面左半平面对应z平面的单位圆内,s平面虚轴对应z平面的单位圆上。
以上是我对这些变化的理解,欢迎来交流。

你可能感兴趣的:(dsp,拉普拉斯变化,傅里叶变换,z变换,DFT,DTFT)