頻域和時域分析是分析信號的基本方法,是從不同的角度來描述信號的特性。信號的特性可以在時域上和頻率域上得到反映。
時域是信號在時間軸隨時間變化的總體概括;頻域是把時域波形的表達(dá)式做傅立葉等變化得到復(fù)頻域的表達(dá)式,所畫出的波形就是頻譜圖,是描述頻率變化和幅度變化的關(guān)系。
示波器用來看時域內(nèi)容,頻普儀用來看頻域內(nèi)容。
時域:
時間域,time domain。自變量是時間,即橫軸是時間,縱軸是信號的變化。其動態(tài)信號x(t ) 是描述信號在不同時刻取值的函數(shù)。
頻域:
頻率域,frequency domain。自變量是頻率,即橫軸是頻率,縱軸是該頻率信號的幅度,也就是通常說的頻譜圖。頻譜圖描述了信號的頻率結(jié)構(gòu)及頻率與該頻率信號幅度的關(guān)系。
時域分析與頻域分析:
對信號進(jìn)行時域分析時,有時一些信號的時域參數(shù)相同,但并不能說明信號就完全相同。因為信號不僅隨時間變化,還與頻率、相位等信息有關(guān),這就需要進(jìn)一步分析信號的頻率結(jié)構(gòu),并在頻率域中對信號進(jìn)行描述。
動態(tài)信號從時間域變換到頻率域,主要通過傅立葉級數(shù)和傅立葉變換等來實現(xiàn)。很簡單,時域分析的函數(shù)是參數(shù)是t,也就是y=f(t );頻域分析時,參數(shù)是w,也就是y=F(w ) 兩者之間可以互相轉(zhuǎn)化。時域函數(shù)通過傅立葉或者拉普拉斯變換就變成了頻域函數(shù)。
一、時域和頻域的區(qū)別
時域即時間域,自變量是時間,即橫軸是時間,縱軸是信號的變化。其動態(tài)信號是描述信號在不同時刻取值的函數(shù)。
頻域即頻率域,自變量是頻率,即橫軸是頻率,縱軸是該頻率信號的幅度,也就是通常說的頻譜圖。
一般來說,時域的表示較為形象與直觀,頻域分析則更為簡練,剖析問題更為深刻和方便。
二、時域和頻域的聯(lián)系
時域分析與頻域分析是對模擬信號的兩個觀察面。對信號進(jìn)行時域分析時,有時一些信號的時域參數(shù)相同,但并不能說明信號就完全相同。因為信號不僅隨時間變化,還與頻率、相位等信息有關(guān),這就需要進(jìn)一步分析信號的頻率結(jié)構(gòu),并在頻率域中對信號進(jìn)行描述。
頻域分析法的優(yōu)勢
1、頻率特性雖然是一種穩(wěn)態(tài)特性,但它不僅僅反映系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能,還可以用來研究系統(tǒng)的穩(wěn)定性和瞬態(tài)性能,而且不必解出特征方程的根。
2、頻率特性與二階系統(tǒng)的過渡過程性能指標(biāo)有著確定的對應(yīng)關(guān)系,從而可以較方便地分析系統(tǒng)中參量對系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)的影響。
3、線性系統(tǒng)的頻率特性可以非常容易地由解析法得到。