Espectros de amplitud y fase de series de Fourier

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Si tengo una señal par y periódica \ $ x (t) \ $ que tiene la serie de Fourier de coseno

$$ x (t) \ sim \ underbrace {\ frac 12} _ {a_0} + \ sum_ {n = 1} ^ {\ infty} \ underbrace {\ left (\ frac {6 \ cos \ left ( \ frac {n \ pi} {3} \ right) -6 \ cos \ left (\ frac {2n \ pi} {3} \ right)} {n ^ 2 \ pi ^ 2} \ right)} _ {a_n } \ cos \ left (\ frac {n \ pi t} {3} \ right) $$

porque para la función par mi coeficiente \ $ b_n = 0 \ $ desaparece, entonces \ $ C_n = a_n \ $

Si quiero construir espectros de amplitud, graficar \ $ a_n \ $ con \ $ n = 0, \ pm 1 \, \ pm 2 \, ..., \ $ ¿verdad? ¿Me gusta esto? $$ \ begin {array} {c | c} n & a_n \\ \ hline 0 & 0.5 \\ \ hline \ pm1 & 0.61 \\ \ hline \ pm2 & 0 \\ \ hline \ pm3 & 0.14 \ end {array} $$

Pero ¿qué hay de los espectros de fase. Fase o \ $ \ theta = \ arg (C_n) = \ frac {\ operatorname {Im (C_n)}} {\ operatorname {Re} (C_n)} = \ arctan \ frac {-b_n} {a_n} \ $. Pero en mi caso no hay \ $ b_n \ $. ¿Mi serie de Fourier no tiene espectros de fase?

    
pregunta ELEC

1 respuesta

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Si calcula algunos más de ellos, llegará a la conclusión de que casi todos los coeficientes impares \ $ a_n \ $ son un número real positivo , excepto \ $ a_3, a_9, a_ {15} ... \ $, \ $ a_ {3 + 6k} \ $, donde \ $ k \ $ es un número entero no negativo. Todos estos son negativos . (Y todos los coeficientes de incluso son cero). Para aquellos que son números positivos, la fase es de 0 grados / radianes; para aquellos que son negativos, la fase es de -180 ° / \ $ - \ pi \ $ radianes, porque negar una señal periódica es igual a cambiar su fase en -180 °. Tenga cuidado al usar arctan, ya que tiene un rango de valores de \ $ \ pm 90 ° \ $, pero tanto 0 ° como -180 ° tienen el mismo valor de tangente, cero.

Aquí graficé los valores y el espectro de fase de \ $ n = 0 \ $ a \ $ n = 21 \ $.

Editar: La primera imagen obviamente no es la amplitud (ya que no puede ser negativa), solo los valores de \ $ a_n \ $ de 0 a 21. Mi error.

    
respondido por el hryghr

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