提醒:
傅立叶变换:$ X(\ omega)= \ int x(t)e ^ {-j \ omega t} dt $
拉普拉斯变换:$ X(s)= \ int x(t)e ^ {-st} dt $
以及其Laplace变换。
由于重建只需要一部分Laplace变换($ \ Re(s)= 0 $的那一部分),其余的Laplace变换($ \ Re(s)\ neq 0 $)似乎对重建没有用...
是真的吗?
还可以重建信号吗?拉普拉斯变换的另一部分(例如,对于$ \ Re(s)= 5 $或$ \ Im(s)= 9 $)?
如果我们计算信号的拉普拉斯变换会发生什么? ,然后仅更改拉普拉斯变换的一个点, d计算逆变换:我们回到原始信号吗?
#1 楼
傅立叶变换和拉普拉斯变换显然有很多共同点。但是,在某些情况下只能使用其中之一,或者更方便地使用其中一个。首先,即使在定义中,您只需用$ j \ omega $或反之亦然,从一个变换转到另一个变换,通常在给定函数的Laplace变换$ X_L(s)$或Fourier变换$ X_F(j \ omega)$时无法完成。 (我使用不同的索引,因为对于相同的时域功能,两个功能可能不同)。对于某些函数,仅存在Laplace变换,例如$ f(t)= e ^ {at} u(t)$,$ a> 0 $,其中$ u(t)$是Heaviside阶跃函数。原因是Laplace变换的定义中的积分仅对$ \ Re \ {s \}> a $收敛,这意味着Fourier变换的定义中的对应积分不收敛,即Fourier变换不收敛。在这种情况下不存在。
有两个转换都存在的函数,但是$ X_F(j \ omega)\ neq X_L(j \ omega)$。一个示例是函数$ f(t)= \ sin(\ omega_0t)u(t)$,其傅里叶变换包含狄拉克增量脉冲。
最后,还有仅傅里叶变换存在的函数,而拉普拉斯变换不存在。这意味着,对于$ s = j \ omega $,Laplace变换的定义中的积分仅(在特定意义上)收敛,而对于$ s $的其他值则不收敛。仅当积分收敛于复平面$ s $平面的一半平面或有限大小的垂直带中时,才说存在Laplace变换。仅傅里叶变换存在的此类函数包括复指数和正弦曲线($-\ infty
拉普拉斯变换可以通过考虑线性传递函数(即脉冲响应的拉普拉斯变换)来传递线性不变线性系统(LTI),以分析线性时不变系统的行为,是一种方便的工具。复杂的$ s $平面中传递函数的极点和零点方便地表征了许多系统属性,对于直观了解系统行为非常有用。此外,单边拉普拉斯变换对于分析具有非零初始条件的LTI系统非常有用。傅立叶变换是用于分析理想(非因果,不稳定)系统(例如理想低通或带通滤波器)的有用工具。
还可以查看有关相关问题的答案。
评论
$ \ begingroup $
傅里叶变换是分析理想(非因果关系,不稳定)系统的有用工具:您会说因果关系和稳定关系吗?
$ \ endgroup $
– Vinz
2015年10月5日上午10:09
$ \ begingroup $
@ user17604:我的意思是我写的。当然,您也可以将其用于因果关系和稳定的(和非理想的)系统。但是其中一项重要用途是分析理想系统(例如理想的频率选择滤波器),而无法使用拉普拉斯变换。
$ \ endgroup $
– Matt L.
2015年10月5日在10:13
$ \ begingroup $
@MattL。很好的答案,但是我发现“分析具有非零初始条件的LTI系统”令人困惑,LTI系统如何具有非零初始条件?
$ \ endgroup $
–user33568
18年2月23日在4:43
$ \ begingroup $
@ 0MW:是的,我可能应该说“否则为LTI的系统(如果最初处于静止状态)”。
$ \ endgroup $
– Matt L.
18年2月23日在9:25
评论
为什么要下票?即使问题中可能包含错误的结论,也可以通过评论或答案很好地解决。悄无声息地拒绝有人显然在付出一些努力的问题不是很有建设性。我赞成这个问题。如果我考虑角频率$ \ omega $,那么我想说傅立叶变换:$$ X(j \ omega)= \ int \ limits _ {-\ infty} ^ {\ infty} x(t)e ^ {-j \ omega t} \ dt $$和拉普拉斯变换:$$ X(s)= \ int \ limits _ {-\ infty} ^ {\ infty} x(t)e ^ {-st} \ dt $ $。那么很显然它们是同一件事(排序)。