Fouriertransformation

From Wikipedia, the free encyclopedia

Remove ads

Fouriertransformation også kaldet Fourierafbildning er en matematisk funktion der bruges inden for blandt andet signalbehandling. En Fouriertransformation benyttes til at omregne mellem et tidsdomæne (tidssignal) til et frekvensdomæne (superposition af frekvenser).

For eksempel kan man med Fouriertransformation "måle" hvilke rene toner, der indgår i en digital indspilning af en stump musik. Man kan betragte en Fouriertransformation som en måde at nedbryde en funktion, så alle dens frekvenskomponenter bliver adskilt i et frekvensspektrum. Omvendt vil en invers-Fouriertransformation af et spektrum ideelt set resultere i funktionen selv. Man kan sammenligne det med at tage en akkord (funktionen) og adskille den i de enkelte toner (frekvenser), som den indeholder.

Fouriertransformationen er en uendelig linearkombination af sinus og cosinus funktioner, omskrevet til komplekse funktioner. Den er opkaldt efter den franske matematiker Joseph Fourier. Fourierrækker er et nært beslægtet område.

Remove ads

Matematikken bag Fouriertransformationen

Fouriertransformation af et kontinuert-tidssignal er givet ved følgende integral:

.

Her er vinkelfrekvensen, er grundtallet for den naturlige logaritme og er den imaginære enhed. Denne operation betegnes også som Fourieranalyse. Tilsvarende kan den inverse Fouriertransformation defineres som:

Den inverse operation betegnes også som Fouriersyntese. I mange sammenhænge er en reel funktion, mens ofte bliver til en kompleks funktion.

Bruger man den cykliske frekvens i stedet for vinkelfrekvensen får man Fourierintegralerne til at blive:

Med Eulers formel kan man omskrive Fourierintegralerne så de bliver udtrykt med sinus og cosinus funktionerne:

Alternative definitioner

Fouriertransformationen og dens inverse transformation kan også defineres på andre måder:

.

Her skal det gælde at . Indenfor visse områder bruger man følgende normalisering: .

Diskret Fouriertransformation

Hvis tiden og (vinkel)frekvensen bliver diskretiseret og er endelige taler man om diskret Fouriertransformation (DFT). DFT udføres sædvanligvis med en hurtig algoritme kaldet FFT efter engelsk fast Fourier transform. Den diskrete Fouriertransformation kan defineres som:

Den tilsvarende inverse diskrete Fouriertransformation defineres da som

Remove ads

Tabel over vigtige Fouriertransformationer

De følgende tabeller viser nogle closed-form Fouriertransformationer. For funktioner f(x), g(x) og h(x) vises deres Fouriertransformationer ved henholdsvis , og . Kun de tre mest almindelige Fouriertransformationskonventioner er inkluderet.

Det kan være nyttigt at bemærke at 105 giver en sammenhæng mellem en Fouriertransformation af en funktion og den oprindelige funktion, hvilket kan ses ved sammenhængen mellem Fouriertransformation og dens inverse.

Funktionelle sammenhænge

Fouriertransformationer i denne tabel kan findes i Erdélyi1954[1] eller Kammler2000[2].

Flere oplysninger , ...

Kvadratisk-integrable funktioner

Fouriertransformationer i denne tabel kan findes i CampbellFoster1948[3], Erdélyi1954[1] eller appendiks af Kammler2000[2].

Flere oplysninger , ...

Fordelinger

Fouriertransformationer i denne tabel kan findes i Erdélyi1954[1] eller appendiks i Kammler2000[2].

Flere oplysninger , ...

To-dimensionelle funktioner

Flere oplysninger , ...

Formler for generelle n-dimensionelle funktioner

Flere oplysninger , ...


Remove ads

Kilder/referencer

Se også

Henvisning

Loading related searches...

Wikiwand - on

Seamless Wikipedia browsing. On steroids.

Remove ads