信號頻譜
簡介
信號頻譜的概念是傳統《信號與系統》課程的核心概念之一。掌握信號頻譜的概念是從事現代信號處理和系統分析的基本條件。信號頻譜的概念可廣泛應用在電力系統、機械系統、以及社會系統等各個領域，掌握信號頻譜的概念有助於我們開闊思路和解決實際問題，因此了解信號頻譜的概念對於各類從業人員都有很大的幫助。
評價
我們知道:矢量可以在某一正交坐標系(正交矢量空間)中進行矢量分解;類似的，信號(函數)也可以在某一正交的信號空間(函數集)中進行分解。而在實際應用中使用最多的正交函數集是三角函數集(正弦或餘弦信號)。任一信號，只要符合一定條件都可以分解為一系列不同頻率的正弦(或餘弦)分量的線性疊加;每一個特定頻率的正弦分量都有它相應的幅度和相位。因此對於一個信號，它的各分量的幅度和相位分別是頻率的函數;或者合起來，它的複數幅度是頻率的函數。這種幅度(或相位)關於頻率的函數，就稱為信號的頻譜。當把信號頻譜，即幅度(或相位)關於頻率的變化關係用圖來表示，就形成頻譜圖。從頻譜圖上，我們既可以看到這個周期信號由哪些頻率的諧波分量(正弦分量)組成;也可以看到，對應各個諧波分量的幅度，它們的相對大小就反映了各諧波分量對信號貢獻的大小或所占比重的大小。
這樣，信號一方面可用一時間函數來表示，另一方面又可以用頻率函數來表示。前者稱為信號的時域表示法，後者稱為信號的頻域表示法。無論是時域(時變函數)，還是頻域(頻譜)，都可以全面的描述一個信號。因此，經常需要把信號的表述從時域變換到頻域，或者頻域變換到時域，以及兩者之間的關係。這種轉換關係可以通過傅立葉級數和傅立葉變換實現。因此信號的頻譜既包含有很強的數學理論--涉及傅立葉變換、傅立葉級數等;又具有明確的物理涵義--包括諧波構成、幅頻相頻等。
總之而言，信號的頻譜是信號的一種新的表示方法，從頻譜可以看到這個周期信號由哪些頻率的諧波分量(正弦分量)組成;也可以看到，對應各個諧波分量的幅度，它們的相對大小就反映了各諧波分量對信號貢獻的大小或所占比重的大小。[1]