متسلسلة فورييه المنفصلة

في معالجة الإشارات الرقمية ، تُعرف متسلسلة فورييه المنفصلة (DFS) بأنها متسلسلة فورييه تكون مكوناتها الجيبية دوالًا لمتغير منفصل بدلًا من متغير متصل. وتكون نتيجة المتسلسلة أيضًا دالة للمتغير المنفصل، أي متتالية منفصلة. بطبيعتها، تحتوي متسلسلة فورييه على مجموعة منفصلة من المكونات ومجموعة منفصلة من المعاملات، وهي أيضًا متتالية منفصلة. لذا، فإن متسلسلة فورييه المنفصلة هي تمثيل لمتتالية بدلالة متتالية أخرى. ومن الأمثلة المعروفة تحويل فورييه المنفصل وتحويله العكسي. [ 1 ] : الفصل 8.1

مقدمة

العلاقة بمتسلسلة فورييه

يُعطى الشكل الأسي لمتسلسلة فورييه بالصيغة التالية :

s(ت)=ك=-S[ك]هـأنا2πكPت،{\displaystyle s(t)=\sum _{k=-\infty }^{\infty }S[k]\cdot e^{i2\pi {\frac {k}{P}}t},}

وهي دورية بفترة اعتباطية يُرمز لها بـP.{\displaystyle P.} عندما يكون الوقت مستمرات{\displaystyle t}يتم استبدالها بالوقت المنفصلنتي،{\displaystyle nT,}بالنسبة للقيم الصحيحة لـن{\displaystyle n}والفاصل الزمنيتي،{\displaystyle T,}تصبح السلسلة :

s(نتي)=ك=-S[ك]هـأنا2πكPنتي،نZ.{\displaystyle s(nT)=\sum _{k=-\infty }^{\infty }S[k]\cdot e^{i2\pi {\frac {k}{P}}nT},\quad n\in \mathbb {Z} .}

معن{\displaystyle n}عندما تكون القيم مقيدة بالأعداد الصحيحة، فإننا عادةً ما نقيد النسبةP/تي=شمال{\displaystyle P/T=N}إلى قيمة عددية صحيحة، مما ينتج عنهشمال{\displaystyle N}دالة دورية :

متسلسلة فورييه المنفصلة
sشمال[ن]s(نتي)=ك=-S[ك]هـأنا2πكشمالن{\displaystyle s_{_{N}}[n]\triangleq s(nT)=\sum _{k=-\infty }^{\infty }S[k]\cdot e^{i2\pi {\frac {k}{N}}n}}

وهي توافقيات التردد الرقمي الأساسي1/شمال.{\displaystyle 1/N.} الشمال{\displaystyle N}يشير الرمز السفلي إلى دورية هذا الرمز. ونلاحظ أن بعض المؤلفين سيشيرون فقط إلىS[ك]{\displaystyle S[k]}المعاملات نفسها كمتسلسلة فورييه منفصلة. [ 2 ] : ص 85 (معادلة 15أ)

بسببشمال{\displaystyle N}- دوريةهـأنا2πكشمالن{\displaystyle e^{i2\pi {\tfrac {k}{N}}n}}النواة، يمكن "طي" المجموع اللانهائي على النحو التالي :

sشمال[ن]=م=-(ك=0شمال-1هـأنا2πك-مشمالشمالن S[ك-مشمال])=ك=0شمال-1هـأنا2πكشمالن(م=-S[ك-مشمال])Sشمال[ك]،{\displaystyle {\begin{aligned}s_{_{N}}[n]&=\sum _{m=-\infty }^{\infty }\left(\sum _{k=0}^{N-1}e^{i2\pi {\tfrac {k-mN}{N}}n}\ S[k-mN]\right)\\&=\sum _{k=0}^{N-1}e^{i2\pi {\tfrac {k}{N}}n}\underbrace {\left(\sum _{m=-\infty }^{\infty }S[k-mN]\right)} _{\triangleq S_{N}[k]},\end{aligned}}}

وهو التحويل العكسي لـ DFT لدورة واحدة من المجموع الدوري ،Sشمال.{\displaystyle S_{N}.}[ 1 ] : ص.542 (معادلة 8.4) [ 3 ] : ص.77 (معادلة 4.24) 

مراجع

  1. 1 2 أوبنهايم، آلان فشيفر، رونالد و .؛ باك، جون ر. (1999). معالجة الإشارات الزمنية المنفصلة ( الطبعة الثانية). أبر سادل ريفر، نيوجيرسي: برنتيس هول. ISBN  0-13-754920-2يمكن اعتبار عينات تحويل فورييه لمتتالية غير دورية x[n] بمثابة معاملات متسلسلة فورييه العميقة لمتتالية دورية يتم الحصول عليها من خلال جمع النسخ الدورية لـ x[n]. ... يمكن تفسير معاملات متسلسلة فورييه على أنها متتالية ذات طول محدود لـ k=0,...,(N-1)، وتساوي صفرًا فيما عدا ذلك، أو على أنها متتالية دورية معرفة لجميع قيم k.
  2. نوتال، ألبرت هـ. (فبراير 1981). "بعض النوافذ ذات سلوك الفصوص الجانبية الجيد جدًا" . معاملات IEEE في الصوتيات والكلام ومعالجة الإشارات . 29 (1): 84-91 . doi : 10.1109/TASSP.1981.1163506 .
  3. براندوني، باولو؛ فيترلي، مارتن (2008). معالجة الإشارات للاتصالات (ملف PDF) (الطبعة الأولى ). بوكا راتون، فلوريدا: مطبعة CRC. الصفحات 72، 76. ISBN   978-1-4200-7046-0تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 أكتوبر 2020. معاملات DFS للإشارة الدورية هي مجموعة منفصلة من القيم لتحويل فورييه المنفصل (DTFT) الخاص بها .