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泊松求和公式

泊松求和公式英文Poisson Summation Formula)由法國數學家泊松所發現,它陳述了一個連續時間的信號,做無限多次的週期複製後,其傅立葉級數與其傅立葉轉換之間數值的關係,亦可用來求周期信號的傅立葉轉換。

公式 编辑

设无周期函数 具有傅里叶变换

 

这里的 也可以替代表示为  。有如下基本的泊松求和公式:

 

对于二者通过周期求和英语Periodic summation而得到的周期函数

 
 

这里的参数 并且 ,它们有着同 一样的单位。有如下普遍的泊松求和公式[1][2]

 

这是一个傅里叶级数展开,其系数是函数 的采样。还有:

 

这也叫做离散时间傅里叶变换

推導泊松求和公式所需的先備公式 编辑

考慮狄拉克δ函數 ,製作一個有無限多個 ,且間隔為 的週期函數 

其傅立葉轉換為①  

證明①轉換對 编辑

 =  = 

證明②轉換對 编辑

 為週期函數 的傅立葉級數。

 可表示為 

傅立葉級數得:

 

因此, 

得到等式:  

經由適當的變量代換,  代換,  代換,得 (因為n從負無限大到正無限大)

推導泊松求和公式 编辑

從對頻域做取樣尋找關係式 编辑

 

 

 

 

 

 

 

 

 時,得 

表示一個信號的在時域以 為間隔做取樣,在頻域以 為間隔做取樣,則兩者的所有取樣點的總和會有 倍的關係。


從對時域做取樣尋找關係式 编辑

 

 

 

 

 

 

 

 

 時,得 

表示一個信號的在時域以 為間隔做取樣,在頻域以 為間隔做取樣,則兩者的所有取樣點的總和會有 倍的關係。


綜合上述,若時域取樣間隔 時,同樣地,頻域取樣間隔 時,得泊松求和公式 

週期信號的傅立葉轉換 编辑

考慮一個週期為 的週期信號   傅立葉轉換,取出g(t)在區間 的一個完整週期 ,亦即   傅立葉轉換,其中 矩形函數  傅立葉級數

 

 

 

 

得出一週期信號的傅立葉轉換與其傅立葉級數之間的關係。

引用 编辑

  1. ^ Pinsky, M., Introduction to Fourier Analysis and Wavelets., Brooks Cole, 2002, ISBN 978-0-534-37660-4 
  2. ^ Zygmund, Antoni, Trigonometric Series 2nd, Cambridge University Press, 19681988, ISBN 978-0-521-35885-9 

延伸阅读 编辑

  • Benedetto, J.J.; Zimmermann, G., , J. Fourier Ana. App., 1997, 3 (5) [2008-06-19], (原始内容存档于2011-05-24) 
  • Gasquet, Claude; Witomski, Patrick, Fourier Analysis and Applications, Springer: 344–352, 1999, ISBN 0-387-98485-2 
  • Higgins, J.R., Five short stories about the cardinal series, Bull. Amer. Math. Soc., 1985, 12 (1): 45–89 [2023-10-30], doi:10.1090/S0273-0979-1985-15293-0 , (原始内容于2020-08-12) 

泊松求和公式, 英文, poisson, summation, formula, 由法國數學家泊松所發現, 它陳述了一個連續時間的信號, 做無限多次的週期複製後, 其傅立葉級數與其傅立葉轉換之間數值的關係, 亦可用來求周期信號的傅立葉轉換, 目录, 公式, 推導所需的先備公式, 證明, 轉換對, 證明, 轉換對, 推導, 從對頻域做取樣尋找關係式, 從對時域做取樣尋找關係式, 週期信號的傅立葉轉換, 引用, 延伸阅读公式, 编辑设无周期函数s, displaystyle, nbsp, 具有傅里叶变换, displa. 泊松求和公式 英文 Poisson Summation Formula 由法國數學家泊松所發現 它陳述了一個連續時間的信號 做無限多次的週期複製後 其傅立葉級數與其傅立葉轉換之間數值的關係 亦可用來求周期信號的傅立葉轉換 目录 1 公式 2 推導泊松求和公式所需的先備公式 2 1 證明 轉換對 2 2 證明 轉換對 3 推導泊松求和公式 3 1 從對頻域做取樣尋找關係式 3 2 從對時域做取樣尋找關係式 4 週期信號的傅立葉轉換 5 引用 6 延伸阅读公式 编辑设无周期函数s x displaystyle s x nbsp 具有傅里叶变换 S f s x e i 2 p f x d x displaystyle S f triangleq int infty infty s x e i2 pi fx dx nbsp 这里的S f displaystyle S f nbsp 也可以替代表示为s f displaystyle hat s f nbsp 和 F s f displaystyle mathcal F s f nbsp 有如下基本的泊松求和公式 n s n k S k displaystyle sum n infty infty s n sum k infty infty S k nbsp 对于二者通过周期求和 英语 Periodic summation 而得到的周期函数 s P x n s x n P n Z displaystyle s P x triangleq sum n infty infty s x nP quad n in mathbb Z nbsp S 1 T f k S f k T k T Z displaystyle S 1 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ISBN 978 0 534 37660 4 Zygmund Antoni Trigonometric Series 2nd Cambridge University Press 19681988 ISBN 978 0 521 35885 9 延伸阅读 编辑Benedetto J J Zimmermann G Sampling multipliers and the Poisson summation formula J Fourier Ana App 1997 3 5 2008 06 19 原始内容存档于2011 05 24 Gasquet Claude Witomski Patrick Fourier Analysis and Applications Springer 344 352 1999 ISBN 0 387 98485 2 Higgins J R Five short stories about the cardinal series Bull Amer Math Soc 1985 12 1 45 89 2023 10 30 doi 10 1090 S0273 0979 1985 15293 0 nbsp 原始内容存档于2020 08 12 取自 https zh wikipedia org w index php title 泊松求和公式 amp oldid 81001636, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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