首先我们要弄清楚什么是归一化

在时域中,x(n) 的自变量 n ,就是采样周期 T 的归一化

因为采样周期T可以取任何数,而n只能以1为间隔,用n去表示采样周期就相当于归一化了

而频域归一化,即让频域以2 π为周期

(时域的 1 对应频域的 2π )

当时域以T为间隔,离散化时,频域会以为周期进行周期延拓,如下面一个图,其频域周期为

在离散信号的傅里叶变换DTFT中,频域是以2π的周期的。就是因为把模拟角频率的周期 2π/T 除以采样频率,变成了数字域频率 2π ,如下放第二个图,其频域周期为 2 π

通俗的说,就是对x(n)作傅里叶变换而不是对  作傅里叶变换

即:对归一化的时域做傅里叶变换得到归一化的频域

此时归一化之后的频域称为数字域频率)W,就是模拟角频率相对于采样频率的归一化

由以上基础知识,我们可以推出下面:

1. 归一化数字角频率:

  • 即 数字角频率 = 模拟角频率 / 采样频率 
  • 其中   是数字角频率,取值范围是 [ 0,2 ]
  • f 是信号的最高频率,Fs 是信号的抽样频率

2. 根据:奈奎斯特采样定理

  • 采样频率Fs应该大于信号最高频率 f 的2倍,所以当归一化频率=pi的时候,数字系统所能接收的信号频率就达到最大,再大就会产生混叠。

我们可以近似理解为:采样频率  为归一化之后的频域周期 2,所以信号最高频率只能为 ,再大的话,就会混叠(在频域左右移动  2 的时候,会相互接触)

即   为高频分量

3.简单再理解一下:

  • 就是,数字系统中,采样频率Fs确定后, 信号能够达到的最大频率是采样频率的一半(要符合奈奎斯特抽样定理),这个时候去把信号频率 f 转换成为数字角频率,得到的w = π,所以,π 就是高频,信号的其他频率成分只能比这个低!
  • 引申:这也就是为什么,我们总是说:经过FFT(/DTFT)的频域信号的中间部分就是高频部分的原因了,因为中间部分就是 π附近的频域信号部分!

核心思想:DTFT是用归一化的时域/频域去计算的

为什么说在数字角频率中:π附近的频率分量就是高频分量?相关推荐

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