Спектры сигналов. Спектром называется представление сигнала в виде суперпозиции (суммы) гармонических составляющих с различной частотой

Общие сведения

Спектром называется представление сигнала в виде суперпозиции (суммы) гармонических составляющих с различной частотой.

В чем смысл и целесообразность такого представления?

Одна из важнейших причин широкого применения спектров в радиотехнике состоит в следующем. Гармонические сигналы обладают уникальным свойством: при прохождении через любую линейную систему (колебательный контур, любой фильтр, усилитель и т. п.) форма такого сигнала не изменяется, а изменяется только его амплитуда и фаза. Это позволяет, представив произвольный сигнал на входе линейной системы в виде суммы гармонических составляющих, рассмотреть прохождение каждой составляющей отдельно и затем, просуммировав эти составляющие на выходе линейной системы, найти вид выходного сигнала.

Есть и другие, не менее важные приложения спектральной теории сигналов, с которыми Вы познакомитесь в процессе обучения в вузе.

Спектральное представление сигналов очень широко применяется в инженерной практике. Квалифицированный инженер по виду спектра может легко определить вид сигнала и его характеристики. В некоторых случаях вид спектра сигнала несет более важную и более наглядную информацию о характеристиках сигнала, чем его временнáя зависимость. И наконец, в последние годы разработаны мощные компьютерные средства для решения различных радиотехнических задач, в том числе быстрое преобразование Фурье, с помощью которого можно легко переходить от временнóй зависимости сигнала к его спектру и обратно, решать другие инженерные задачи.