将DFT计算的结果转至连续信号的频谱时,需要解决一个问题,这就是"电平数值的相对变动"。其实,这种变动的转换关系,我们在学习抽样信号的频谱时已经接触过了。当利用连续信号的频谱密度来计算抽样信号的频谱时,需要倍乘一个系数1/Ts(其中,Ts是抽样时间间隔)。对于DFT/IDFT应用于连续时间信号的频谱计算,也有类似的转换关系存在。下面我们分几种情况,给出相应的转换规律,并作简要的说明。

  (1)利用DFT计算非周期信号的连续时间傅里叶变换
  规律:频谱的正常幅度电平等于DFT计算所得的频谱分量乘以Ts。
  原因:设连续时间信号f(t)的频谱密度函数为F(w),则f(t)的抽样信号f[n]的频谱密度函数为(周期的)连续谱(F(w)/Ts),根据DFT的定义,DFT求出的正是从离散信号f[n]的这个(周期的)连续谱是抽取下来的N个频谱值(序列),所以,对于DFT计算得到的频谱值,都需要乘以抽样时间间隔Ts,所得的一个周期内的频谱值才能与实际的连续信号的傅里叶频谱(即F(w))相等。

  (2)利用IDFT计算非周期信号的连续时间傅里叶逆变换
  规律:信号的正常幅度电平等于IDFT计算结果除以Ts。
  原因:设连续时间信号f(t)的频谱密度函数为F(w),则f(t)的抽样信号f[n]的频谱密度函数为(周期的)连续谱(F(w)/Ts),因此,离散序列Ts·f[n]对应的连续谱为(F(w)),而IDFT所处理的离散频谱值(序列)正是从这个(周期的)连续谱上抽取下来的,因此,根据IDFT的定义,IDFT的计算结果等于Ts·f[n]。换言之,对于IDFT的计算结果,我们需要除以抽样时间间隔Ts,才能得到频谱密度函数(IDFT只是用了上面N个离散值)所对应的连续时间信号f(t)的N个离散抽样值序列f[n]。

  (3)利用DFT计算周期信号的傅里叶级数
  规律:频谱的正常幅度电平等于DFT所求出的频谱分量除以N。
  原因:根据第二章中关于傅里叶级数与傅里叶变换之间的关系

再利用(1)所得的转换规律,可得

注意,上式中x(n)是周期信号一个周期内的N个抽样值组成的序列。