Si observo una señal en su dominio de frecuencia, ¿existen algunas pautas mediante las cuales puedo saber cómo se ve esa señal en el dominio del tiempo?

Estaba estudiando la transformada de Laplace y la transformada de Fourier, y no puedo descifrar si hay alguna forma intuitiva de averiguar cómo se ve una señal en el dominio del tiempo si conocemos su dominio de frecuencia. Por ejemplo, ¿hay algunas reglas como:

Si hay una frecuencia cuya amplitud se acerca al infinito entonces.... (como cuando hay polos en el eje imaginario en el plano s, así:ingrese la descripción de la imagen aquí

Si el gráfico de frecuencia decae hacia 0, entonces...

Porque por lo que estoy leyendo sobre la transformada de Laplace, la posición de los polos y ceros me da una mejor comprensión de cómo se ve la respuesta de frecuencia, pero ¿qué me importa cómo se ve si no sé cuál es el dominio del tiempo? ¿se vera como?

El dominio de la frecuencia es a menudo una forma mucho mejor de evaluar señales (particularmente en sistemas de comunicaciones donde el diagrama de ojo no necesariamente le dará toda la información que necesita). Dada una gráfica de respuesta en el dominio de la frecuencia, ciertamente puedo predecir el diagrama del ojo. Dicho esto, estas son dos formas diferentes de ver una señal, cada una con sus propias fortalezas y debilidades.
Dado que el ojo de datos es lo que cuenta, eso se convierte en una tercera vista del uso adecuado de la energía de la señal. Las máscaras impuestas a GMSK (para la energía adecuada de los teléfonos celulares GSM) están diseñadas para establecer el sangrado de energía del canal adyacente para una baja InterSymbolInterference. Visualizar lo que -40dBc versus -30dBc causará en el ojo de datos ---- es imposible.
Una respuesta de frecuencia a menudo puede brindar información sobre resonancias que no se pueden ver en una respuesta de dominio de tiempo (por ejemplo, paso). Es una medida de estado estacionario sinusoidal que contiene información sobre el estado estacionario en el dominio del tiempo y las características transitorias.
Su imagen del diagrama de Bode no tiene sentido para cómo se verá una señal porque esa imagen es un gráfico espectral de la función de transferencia del "filtro" y no la señal de salida, por lo tanto, no tiene relevancia en esta pregunta.
@analogsystemsrf ¿Me perdí algo en la pregunta o por qué comenzaste a usar GSM y data-eye? No puedo imaginar que el ojo de datos sea "lo que cuenta" al diseñar filtros para señales analógicas, etc.
Esto es algo que simplemente aprendes al observar los diagramas de señales lo suficiente. Le sugiero que encienda un simulador (o matlab o similar si lo prefiere) genere algunas señales y vea cómo son sus FFT.
¿Qué tal cuando hay una amplitud de una frecuencia que se acerca al infinito, como en este ejemplo que di, no puedo obtener eso en un simulador? ¿Significa eso siempre que la respuesta también se aproxima al infinito en el dominio del tiempo?
La ganancia de CC, K, se puede encontrar a partir de la intersección en el eje vertical. Implícitamente, la ganancia llega al infinito en lo que parece ser, ω b , por lo tanto, la salida en el dominio del tiempo será una sinusoide a esta frecuencia. Por lo tanto, la respuesta a un escalón unitario, por ejemplo, será k ( 1 + s i norte ( ω b t ) ) . Si el gráfico fuera más detallado, la respuesta en el dominio del tiempo podría obtenerse con mayor precisión mediante inspección.

Respuestas (1)

Una de las mejores propiedades de las transformadas de Fourier y Laplace es que, para una señal X resultante de una convolución de dos señales en el tiempo a b , la transformación de X (utilicemos Laplace) es igual a la multiplicación de las transformadas para cada señal. Entonces, L { X } = L { a } L { b } . De esa manera, puede calcular el TF en el dominio de la frecuencia y luego la transformación para la señal de entrada, la multiplicación de los dos será la señal resultante (aunque representarla en el tiempo puede ser difícil, generalmente reorganiza los términos en la ecuación hasta que encontrar uno o más términos de transformación conocidos).

Por ejemplo, tienes el TF, B ( s ) = s + 2 s + 1 y señal de paso A ( s ) = 1 s , el resultado de ambas señales será X ( s ) = s + 2 s ( s + 1 ) .

Lo que puede parecer que no da ninguna idea de la respuesta del tiempo, pero se sabe que: L { mi a t } = s s + a , entonces transformamos la ecuación para X ( s ) , utilizando el método de encubrimiento de Heaviside, en X ( s ) = 1 s + 1 + 2 s . Cuál es la suma de dos de los términos exponenciales mencionados anteriormente, entonces:

X ( t ) = mi 1 t + 2