一阶导数可以表示为空间差分 和 ,求频率域中等效滤波的传递函数 和 。
时间: 2024-05-24 18:12:51 浏览: 127
首先,一阶导数可以表示为以下空间差分形式:
$$\frac{\partial f(x)}{\partial x} \approx \frac{f(x+h)-f(x)}{h}$$
其中,$h$ 为差分步长。将 $f(x)$ 在频率域中表示为 $F(\omega)$,则有:
$$\frac{\partial F(\omega)}{\partial x} \approx \frac{F(\omega)e^{-i\omega h}-F(\omega)}{h}=\frac{F(\omega)(e^{-i\omega h}-1)}{h}$$
因此,一阶导数对应的频率域滤波器为:
$$H(\omega)=\frac{i\omega}{h}(e^{-i\omega h}-1)$$
将 $e^{-i\omega h}$ 展开可得:
$$H(\omega)=\frac{i\omega}{h}(e^{-i\omega h}-1)=\frac{i\omega}{h}(cos(\omega h)-1-i sin(\omega h))=\frac{-2i\omega}{h}sin(\frac{\omega h}{2})$$
因此,一阶导数的频率域滤波器为:
$$H(\omega)=\frac{-2i\omega}{h}sin(\frac{\omega h}{2})$$
其中,$h$ 为差分步长。
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