3.5.2从LT求FT

  为了从信号的拉氏结果求信号的傅氏变换,先对信号的傅氏变换式与拉氏变换式作一个比较

   我们发现,若以j替代拉氏变换式中的s,就可以得到下面的关系式

   从这个公式,傅里叶变换可以被看成是虚轴(s=j)上的拉氏变换。

  这个公式说明:当信号的拉氏变换结果已知时,即函数 是已知的,则将此函数的自变量换成j 就“成了”相应信号的傅氏变换了。这样一种做法是否总能成立呢?

   即把信号的LT结果中的自变量s换成j ,就得到信号的傅里叶变换。这个办法是否正确呢?
   回答是:这个办法并不是总能行得通!在有些情况下,是不能简单地采用替换自变量的手段来从LT求FT的! 一个直观而简单的反例就是:当初为什么要引入拉氏变换啊?因为有些信号没有FT嘛,引入拉氏变换后就可以用LT对它们进行分析了。这就说明:有些信号存在拉氏变换,但它们的傅里叶变换不存在!具体来说,某些增长型的信号就因为不满足绝对可积的条件而没有傅氏变换,但因为乘了衰减因子,所以新的乘积信号就可以进行傅氏变换了,也即拉氏变换。

   好,下面针对不同情况,我们讨论这个公式成立的条件。

   下面我们分两种情况讨论。

   我们先来看看双边拉氏变换的情况。

   (1)由双边LT求FT

   双边拉氏变换的积分限范围是(-,),如果收敛域包含虚轴j,则原信号的傅里叶变换总是存在的,如果收敛域不包含虚轴j,则原信号不存在傅里叶变换。

   下面,我们来看看单边拉氏变换的情况。

   (2)由单边LT求FT

  单边拉氏变换的积分限范围是0~,因此如果信号x(t)在t<0时有非零值,换言之,如果信号不是因果信号,则信号在进行单边拉氏变换时会“丢失”部分信息(0时刻以前的信息),而傅里叶变换实际上是一种双边变换(其积分限范围是- ~ ),因此,从直观上讲,要从信息已经“残缺”了的拉氏变换结果中求信息“完备”的傅里叶变换,是不能的。这也就是说,不可能从单边LT求出非因果信号的FT来。

  那么,如果信号是因果信号呢?

  如果信号x(t)是因果信号,则能否使用公式从LT求出相应信号的FT,还要根据收敛坐标 (这是收敛域的标志点)的情况来定。

  好,下面我们来看看是哪几种情况?它们各自的结果又分别是怎样的?