Fourierreihen und Fouriertransformation - Fachhochschule ...
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<strong>Fourierreihen</strong> <strong>und</strong> <strong>Fouriertransformation</strong> 49<br />
1. Integraldarstellung in reeller Form<br />
Wir setzen die Integrale<br />
mit<br />
f<br />
+∞<br />
∫<br />
0<br />
( t) = ( a( ω) cos ( ω t) + b( ω) sin( ω t)<br />
) dω<br />
1<br />
a( ω) = ∫ f ( t) cos( ω t)<br />
dt<br />
π<br />
−∞<br />
+∞<br />
1<br />
b( ω) = ∫ f ( t) sin( ω t)dt<br />
π<br />
−∞<br />
an. Weil f eine ungerade Funktion ist, hat es nur Sinusbeiträge <strong>und</strong><br />
a(ω) = 0.<br />
Andererseits ist<br />
b<br />
∞<br />
∫<br />
−∞<br />
1<br />
2<br />
=<br />
π<br />
π<br />
∫<br />
t<br />
+∞<br />
2A<br />
πω<br />
2A<br />
(<br />
0<br />
−1<br />
).<br />
πω<br />
0<br />
t0<br />
( ω ) f ( t) sin( ω t) dt = ( − A) sin( ω t) dt = cos( ω t) = cos( ω t )<br />
Weil<br />
folgt<br />
also<br />
<strong>und</strong><br />
f<br />
F<br />
0<br />
2<br />
( 2α<br />
) 2 sin ( α )<br />
1 − cos =<br />
b<br />
4A<br />
2 ω t0<br />
⎛ ⎞<br />
( ω ) = − sin ⎜ ⎟<br />
⎠<br />
+∞<br />
4A<br />
πω<br />
πω<br />
⎛ ω t<br />
⎝ 2<br />
2 0<br />
( t) = − sin ⎜ ⎟sin( ω t) dω<br />
∫<br />
0<br />
2<br />
( ω ) = − jπ<br />
b( ω) = sin ⎜ j.<br />
⎝<br />
⎞<br />
⎠<br />
2<br />
⎛ ω t<br />
⎝ 2<br />
4A<br />
0<br />
2. Integraldarstellung in komplexer Form<br />
Obwohl wir oben schon F berechnet haben, soll an dieser Stelle auch der komplexe<br />
Rechnungsgang gezeigt werden.<br />
F<br />
∞<br />
∫<br />
−∞<br />
( ω) f ( t)<br />
− jωt<br />
= e dt<br />
=<br />
0 t<br />
− jωt<br />
∫<br />
Ae<br />
dt<br />
+<br />
−t0 0<br />
= −<br />
A<br />
e<br />
jω<br />
ω<br />
0<br />
∫ ( − A )<br />
A<br />
jω<br />
e<br />
− jωt<br />
dt<br />
− jωt<br />
0<br />
− jωt<br />
t0<br />
+ e<br />
−t0 0<br />
⎟<br />
⎠<br />
⎞<br />
0