時域和頻域是信號的基本性質(zhì),用來分析信號的不同角度稱為域,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。目前,信號分析的趨勢是從時域向頻域發(fā)展。然而,它們是互相聯(lián)系,缺一不可,相輔相成的。
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)。時域分析是以時間軸為坐標表示動態(tài)信號的關(guān)系。
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。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。頻域是把時域波形的表達式作傅立葉變化得到復頻域的表達式,所畫出的波形就是頻譜圖。
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),這就需要進一步分析信號的頻率結(jié)構(gòu),并在頻率域中對信號進行描述。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)和傅立葉變換實現(xiàn)。周期信號的變換采用傅立葉級數(shù),非周期信號的變換采用傅立葉變換。
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。目前,信號分析的趨勢是從時域向頻域發(fā)展。然而,它們是互相聯(lián)系,缺一不可,相輔相成的。
我們描述信號的方式有時域和頻域兩種方式,時域是描述數(shù)學函數(shù)或物理信號對時間的關(guān)系,而頻域是描述信號在頻率方面特性時用到的一種坐標系,簡單來說,橫坐標一個是時間,一個是頻率。時域表達的特點是簡單、直觀,也是我們最常用的一種方式,如信號的實時波形,一般正弦信號可由幅值、頻率、相位三個基本特征值就可以唯一確定。但對于兩個形狀相似的非正弦波形,從時域角度,很難看出兩個信號之間的本質(zhì)區(qū)別,這就需要用到時域表達方式。由傅里葉變換可知,任意周期信號通過傅里葉變換可分解為直流分量、基波分量和各次諧波分量的線性組合,因此,兩個非正弦波信號也可以進行分解,從頻域坐標系上可以清晰地反映其信號的構(gòu)成及相互區(qū)別,因此非正弦信號必須通過各次諧波幅值、各次諧波頻率和各次諧波相位三組基本特征值才能完整表達。