求如下序列的傅里叶变换。 x(n)=u(n)-u(n-4)
时间: 2023-09-20 07:12:01 浏览: 195
序列的傅立叶变换
根据傅里叶变换的定义,对于一个序列 $x(n)$,它的傅里叶变换 $X(k)$ 定义如下:
$$X(k) = \sum_{n=0}^{N-1} x(n)e^{-j2\pi nk/N}$$
其中,$N$ 表示序列长度。对于给定的序列 $x(n)=u(n)-u(n-4)$,我们可以先分别计算出 $u(n)$ 和 $u(n-4)$ 的傅里叶变换,然后做差求得 $x(n)$ 的傅里叶变换。
首先,$u(n)$ 是单位阶跃函数,其值在 $n=0$ 处从 $0$ 跳跃到 $1$,因此有:
$$u(n) = \begin{cases} 0, & n<0 \\ 1, & n\geq 0 \end{cases}$$
将上式代入傅里叶变换的定义,得到:
$$U(k) = \sum_{n=0}^{N-1} u(n)e^{-j2\pi nk/N} = \sum_{n=0}^{\infty} e^{-j2\pi nk/N} = \frac{1}{1-e^{-j2\pi k/N}}$$
其中,$N$ 取无穷大。同理,$u(n-4)$ 的傅里叶变换为:
$$U(k)e^{-j2\pi 4k/N} = \frac{e^{-j2\pi 4k/N}}{1-e^{-j2\pi k/N}}$$
因此,$x(n)$ 的傅里叶变换为:
$$\begin{aligned} X(k) &= U(k) - U(k)e^{-j2\pi 4k/N} \\ &= U(k)[1 - e^{-j2\pi 4k/N}] \\ &= \frac{1 - e^{-j2\pi 4k/N}}{1-e^{-j2\pi k/N}} \end{aligned}$$
这就是给定序列的傅里叶变换。
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