background image

Ćwiczenia  z przedmiotu Technika Analogowa 

Szeregi Fouriera  Dodatek

 

© C. Stefański 

 

 

0_02_Material pomocniczy z szeregow Fouriera.doc 

1/18 

Zauwa

żone błędy i usterki proszę zgłaszać autorowi na adres cestef@o2.pl 

 

 

Sygnały okresowe 

 

Sygnał okresowy, okres, własności 

 

Sygnał s(t) nazywamy okresowym jeżeli dla pewnej liczby dodatniej T i dla każdego   t 

zachodzi s(t)=s(t+T). Liczbę T nazywamy okresem sygnału s(t), a o ile istnieje najmniejsza 
wartość T, to nazywamy ją okresem podstawowym sygnału s(t) i oznaczamy T

0

.

 

 

Oczywiście jeżeli T jest okresem dla s, to całkowita wielokrotność T też jest okresem dla 

s

.  Najczęściej  mówiąc  o  okresie  będziemy  mieli  na  myśli  okres  podstawowy.  Jednak  gdy 

będzie  istotne,  czy  chodzi  o  okres,  czy  o  okres  podstawowy,  postaramy  się  to  podkreślić 
wyraźnie. 

 

 

 
 
 

 

Własności sygnału okresowego o okresie (soT): 

-  nieprzerwane istnienie soT od minus nieskończoności do plus nieskończoności,  
-  możliwość generacji soprzez okresowe (z okresem T) rozszerzenie dowolnego z 

jego segmentów określonych na przedziale długości T

-  całka  soT  za  każdy  przedział  długości  T  nie  zależy  od  wyboru  przedziału,  ale 

zależy od T, natomiast jej uśrednienie za okres T jest również niezależne od T

Własności  drugą  i  trzecią  zilustrowano  na  poniższym  rysunku.  Własność  trzecią  można 
ponadto wyrazić wzorami: 

=

=

=

+

+

0

)

(

)

(

)

(

)

(

0

T

T

T

b

b

T

a

a

dt

t

s

T

T

dt

t

s

dt

t

s

dt

t

s

 

 i  

=

=

0

0

)

(

1

)

(

1

)

(

1

0

0

T

T

T

dt

t

s

T

dt

t

s

T

T

T

dt

t

s

T

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Moc 

Mocą trwającego od minus do plus nieskończoności sygnału s(t) nazywamy wielkość 

=

=

τ

τ

τ

s

dt

t

s

τ

t

s

P

2

2

)

(

2

1

lim

)

(

T=T

0 

s(t)

 

t

 

s

(t)

 

 

        -7   

             -1     0 

   2      5  

         11 

t

 

s

(t)

 

 

        -6   

                     0 

               6   

               12 

(a) 

(b) 

background image

Ćwiczenia  z przedmiotu Technika Analogowa 

Szeregi Fouriera  Dodatek

 

© C. Stefański 

 

 

0_02_Material pomocniczy z szeregow Fouriera.doc 

2/18 

Zauwa

żone błędy i usterki proszę zgłaszać autorowi na adres cestef@o2.pl 

Gdy s(t) jest sygnałem okresowym wzór powyższy upraszcza się do następującego: 

=

=

>=

=<

0

2

0

2

2

2

)

(

1

)

(

1

)

(

T

T

s

dt

t

s

T

dt

t

s

T

t

s

s

P

Gdy s(t) jest sygnałem rzeczywistym można w powyższych wzorach na moc opuścić znaki 
modułu. 
 

Sygnały ortogonalne 

 

 

Dwa  sygnały  mocy

1

,  s1(t)  i  s2(t),  nazywamy  ortogonalnymi,  wtedy  i  tylko  wtedy  gdy 

zachodzi: 

<ss2>=0. 

Na przykład: 

każdy sygnał parzysty s1 jest ortogonalny z każdym sygnałem nieparzystym s2 (o ile 
<ss2> istnieje ); 

każde dwa sygnały sinusoidalne o nieidentycznych pulsacjach są ortogonalne; 

każde dwa sygnały okresowe o pulsacjach podstawowych niewspółmiernych są 
ortogonalne. 

 

Sygnał sinusoidalny, harmoniczne, suma harmonicznych 

 

Najprostszym  przykładem  sygnału  okresowego  jest  sygnał  sinusoidalny.  Rozważmy 

sygnał sinusoidalny o częstotliwości f

0

, amplitudzie A i fazie początkowej 

ϕ

 opisany wzorem  

s

0

(t)=  Acos(2

π

f

0

t

+

ϕ

)=Acos(

ω

0

t

+

ϕ

),  gdzie 

ω

 0

=

2

π 

f

0

  oznacza  pulsację  (podstawową).  Okres 

podstawowy tego sygnału wynosi 

0

0

0

1

2

f

ω

π

T

=

=

 sekund.  

 

Sinusoida  o  częstotliwości  nf

0

  bywa  nazywana  n-tą  harmoniczną  względem  sinusoidy  o 

częstotliwości f

0

.  

 

Rozważmy sygnał s(t) utworzony jako suma sinusoidy o pulsacji 

ω

0

, amplitudzie A

1

 

i fazie 

ϕ

1

 oraz pewnej liczby jej harmonicznych, włączając harmoniczną zerową, czyli 

składnik stały. Dla pełnej ogólności przyjmiemy następującą postać tego sygnału: 

s

(t)=

=

+

+

1

0

0

)

cos(

n

n

n

φ

t

n

ω

A

A

 

Pulsacja 

ω

0

=2

πf

0

 jest pulsacją podstawową, a k

ω

0

 jest jej k-tą harmoniczną. 

 

Sygnał s(t) ma ważną własność – niezależnie od wyboru współczynników A

k

ϕ

k

 (ale przy 

założeniu, że A

1

≠0) okres podstawowy tego sygnału wynosi 

0

0

0

2

1

ω

π

f

T

=

=

,  

czyli  

π

T

ω

2

0

0

=

Ograniczymy się do pokazania, że powyższe T

0

 jest okresem sygnału s(t). Następujące 

przeliczenia 

s

(t+T

0

)=

=

+

+

+

1

0

0

0

)

)

(

cos(

n

n

n

φ

T

t

n

ω

A

A

=

=

+

+

+

1

0

0

0

)

)

2

(

cos(

n

n

n

φ

ω

π

t

n

ω

A

A

                                                           

1

 Przy definiowaniu ortogonalności sygnałów energii powinniśmy zamiast operatora <

·

>, czyli operatora  

wartości średniej sygnału  użyć operatora [

·

], czyli operatora całki sygnału. 

background image

Ćwiczenia  z przedmiotu Technika Analogowa 

Szeregi Fouriera  Dodatek

 

© C. Stefański 

 

 

0_02_Material pomocniczy z szeregow Fouriera.doc 

3/18 

Zauwa

żone błędy i usterki proszę zgłaszać autorowi na adres cestef@o2.pl 

=

=

+

+

+

1

0

0

)

2

cos(

n

n

n

φ

πn

t

n

ω

A

A

=

=

+

+

1

0

0

)

cos(

n

n

n

φ

t

n

ω

A

A

=s(t

potwierdzają ten fakt. Pilny Czytelnik może sprawdzić, że nie istnieje mniejszy niż T

0

 okres 

sygnału s(t). 

 

Szeregi Fouriera 

 

 

Na razie stwierdziliśmy, że sygnał 

s

(t)=

=

+

+

1

0

0

)

cos(

n

n

n

φ

t

n

ω

A

A

 

jest sygnałem okresowym o okresie podstawowym 

0

0

2

ω

π

T

=

, o ile A

1

≠0. Zachodzi również 

twierdzenie odwrotne. Mianowicie

2

 

 

Każdy rzeczywisty sygnał okresowy s(t) o okresie (podstawowym) 

0

0

2

ω

π

T

=

, dla 

którego istnieją współczynniki 

=

0

0

)

(

1

0

T

t

k

ω

k

dt

e

t

s

T

s

j

,  k=...,-2,-1,0,1,2,... A

0

=s

0

n

n

s

A

= 2

,

)

arg(

n

n

s

φ

=

n=1,2,... i suma s(t) jest zbieżna, można przedstawić w postaci 

sumy s(t), w której A

1

0, przy czym 

ε

(t)=s(t)-s(t) nie musi być tożsamościowo równe zero, 

ale zachodzi 

0

2

=

ε

 

 

Dowód powyższego twierdzenia Fouriera pomijamy. Szereg s(t) nazywać będziemy 

zwartym trygonometrycznym szeregiem Fouriera (ztsF) sygnału okresowego s(t), a 
powyższe twierdzenie oznaczymy jako twierdzenie o ztsF.  
 

Sygnał 

ε

(t)=s(t)-s(t) nazywamy sygnałem błędu rozwinięcia s(t) w ztsF. Wcześniejsza 

równość oznacza więc, że moc 

2

ε sygnału błędu 

ε

(t) jest zerowa.  

 

 

DYGRESJA 

 

Można  sprawdzić,  że  powyższym  twierdzeniu  można  zamiast  okresu  podstawowego  T

0

  użyć  okresu 

T=

,

0

T

=mT

0

.  Wtedy  zamiast 

ω

0

  użyć  należy  też

m

ω

T

π

ω

0

,

0

,

0

2

=

=

  we  wzorach  na  współczynniki  s

k

.  W  efekcie 

wśród  tak  wyznaczonych  współczynników 

,

n

s

  niezerowy  będzie  na  pewno  współczynnik 

,

m

s

=s

1

  i,  być  może, 

współczynniki 

,

0

s

=s

0

,

2m

s

=s

2

,

3m

s

=s

3

,

4m

s

=s

4

,...,  itd  .  Pozostałe  współczynniki  będą  zerowe.  W  rezultacie 

suma  s’(t)=

=

+

+

1

,

,

0

,

0

,

0

)

cos(

n

n

φ

t

n

ω

A

A

  może  zawierać  sporo  składników  zerowych,  ale  jest  ona  równa  sumie 

s

(t)=

=

+

+

1

0

0

)

cos(

n

n

n

φ

t

n

ω

A

A

. Stosowanie  okresu podstawowego we wzorach  na współczynniki  ztsF  wynika 

więc z ekonomiki obliczeń i wygody interpretacyjnej (składowa podstawowa i harmoniczne), nie jest natomiast 
koniecznością matematyczną. 

                                                           

2

 Najczęściej podaje się warunki Dirichleta dla sygnału okresowego jako warunki dostateczne dla rozwinięcia w 

szereg Fouriera. Wymaga się, by w przedziale okresu sygnał był bezwzględnie całkowalny i posiadał najwyżej 
skończoną liczbę ekstremów i skoków.  

background image

Ćwiczenia  z przedmiotu Technika Analogowa 

Szeregi Fouriera  Dodatek

 

© C. Stefański 

 

 

0_02_Material pomocniczy z szeregow Fouriera.doc 

4/18 

Zauwa

żone błędy i usterki proszę zgłaszać autorowi na adres cestef@o2.pl 

Korzystając z faktu, że cos

β 

=

2

β

β

e

e

j

j

+

  drogą nieskomplikowanych przekształceń można 

sprawdzić, że  s(t)=

=

+

+

1

0

0

)

cos(

n

n

n

φ

t

n

ω

A

A

 jest równe s

~

(t)=

−∞

=

k

t

k

ω

k

e

s

0

j

, przy czym 

współczynniki s

k

 zostały zdefiniowane w twierdzeniu o ztsF. 

 

 

Tym samym uzyskujemy następujące twierdzenie o wykładniczym szeregu Fouriera 

sygnału rzeczywistego (wsFsr): 

 

 

Każdy rzeczywisty sygnał okresowy s(t) o okresie (podstawowym) 

0

0

2

ω

π

T

=

, dla 

którego istnieją współczynniki 

=

0

0

)

(

1

0

T

t

k

ω

k

dt

e

t

s

T

s

j

,  k=...,-2,-1,0,1,2,... i suma s

~

(t

jest zbieżna, można przedstawić w postaci sumy s

~

(t), w której |s

1

|=|s

-1

|

0, przy czym 

sygnał błędu 

ε

~

(t)=s(t)-s

~

(t) nie musi być tożsamościowo równy zero, ale jego moc 

2

~

ε

 

jest zerowa. 

 

 

Zespolony  sygnał  okresowy  s(t)=s

r

(t)+j  s

u

(t

 

  jest  sumą  dwóch  sygnałów  okresowych,  

rzeczywistego  s

r

(t)

 

i  rzeczywistego  s

u

(t)  przemnożonego  przez  jednostkę  urojoną  j.  Dla 

każdego  z  sygnałów  składowych  można  skorzystać  z  twierdzenia  o  wsFsr.  Tą  drogą  można 
uzasadnić  następujące  twierdzenie  o  wykładniczym  szeregu  Fouriera  (wsF)  sygnału 
(rzeczywistego lub zespolonego): 

  

Każdy  sygnał okresowy s(t) o okresie (podstawowym) 

0

0

2

ω

π

T

=

, dla którego istnieją 

współczynniki 

=

0

0

)

(

1

0

T

t

k

ω

k

dt

e

t

s

T

s

j

,  k=...,-2,-1,0,1,2,... i suma s

~

(t) jest zbieżna, 

można przedstawić w postaci sumy s

~

(t), w której |s

1

|+|s

-1

|

0, przy czym sygnał błędu 

ε

~

(t)=s(t)-s

~

(t) nie musi być tożsamościowo równy zero, ale jego moc 

2

~

ε

 jest zerowa. 

 

To  twierdzenie  będzie  dla  nas  najistotniejsze.  Wcześniejsze  dwa  twierdzenia  o  szeregu 

Fouriera są jakby jego przypadkami szczególnymi.  
 

Zajmijmy  się  jeszcze  raz  wyrażeniem  na  s(t)  przy  założeniu,  że  wszystkie  A

n

  są 

rzeczywiste . Dokonajmy rozwinięcia tego wyrażenia. 

s

(t)=

=

+

+

1

0

0

)

cos(

n

n

n

φ

t

n

ω

A

A

 =

=

=

+

1

0

1

0

0

)

sin(

)

sin(

)

cos(

)

cos(

n

n

n

n

n

n

t

n

ω

φ

A

t

n

ω

φ

A

A

Ustaliliśmy wcześniej, że 

n

n

s

A

= 2

,

)

arg(

n

n

s

φ

=

n=1,2,... .  

Zatem 

n

n

n

n

a

s

φ

A

df

=

=

)

Re(

2

)

cos(

  oraz 

n

n

n

n

b

s

φ

A

df

=

=

)

Im(

2

)

sin(

.  Przyjmujemy  też 

0

0

A

a

df

=

.  Wtedy  ostatnią  postać  wyrażenia  na  s(t)  można  oznaczyć  przez    s(t)  i  przepisać 

następująco: 

s

(t) = s(t

df

=

=

=

+

+

1

0

1

0

0

)

sin(

)

cos(

n

n

n

n

t

n

ω

b

t

n

ω

a

a

 

background image

Ćwiczenia  z przedmiotu Technika Analogowa 

Szeregi Fouriera  Dodatek

 

© C. Stefański 

 

 

0_02_Material pomocniczy z szeregow Fouriera.doc 

5/18 

Zauwa

żone błędy i usterki proszę zgłaszać autorowi na adres cestef@o2.pl 

1

 

0

 

t

 

2

π

 

2

 

2

π

 

2

 

2

 

s

(t)

 

 

Otrzymujemy  kolejny  wariant  twierdzenia  Fouriera  tym  razem  mówiący  o  rozkładzie 

rzeczywistej funkcji okresowej w trygonometryczny szereg Fouriera (tsF).  

 

Każdy rzeczywisty sygnał okresowy s(t) o okresie (podstawowym) 

0

0

2

ω

π

T

=

, dla 

którego istnieją współczynniki 

=

0

0

)

(

1

0

T

t

k

ω

k

dt

e

t

s

T

s

j

,  k=...,-2,-1,0,1,2,... a

0

=s

0

)

Re(

2

n

n

s

a

=

,

)

Im(

2

n

n

s

b

=

n=1,2,... i suma s(t) jest zbieżna, można przedstawić w 

postaci sumy s(t), w której |a

1

|+|b

1

|

0, przy czym sygnał błędu 

ε

(t)=s(t)-s(t) nie musi być 

tożsamościowo równy zero, ale jego moc 

2

ε  jest zerowa. 

 

Ten wariant  można również traktować jako przypadek szczególny ogólnego twierdzenia 

o wsF. 

 

 

Zbiór  współczynników  Fouriera  sygnału  okresowego  nazywamy  widmem  prążkowym 

tego sygnału. Najczęściej korzystamy z widma {{A

0

A

1

A

2

A

3

,...},{

ϕ

1

ϕ

2

ϕ

3

,...}} lub widma 

{ ..., s

-3

s

-

2

s

-

1

s

0

s

1

s

2

s

3

, ... }.  

 
Przyjęło się przedstawiać to widmo graficznie. Oto przykład. 

 

 

Przykład  

 

Znaleźć  zwarty  trygonometryczny  szereg  Fouriera  sygnału  okresowego  typu  fali 

kwadratowej i wykreślić jego widmo amplitudowe i fazowe. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Rozwiązanie. 

 

 

Okres  podstawowy  sygnału  wynosi 

π

T

2

0

=

,  więc  pulsacja  podstawowa  wynosi 

1

2

2

2

0

0

=

=

=

π

π

T

π

ω

. Możemy rozwinąć sygnał s(t) najpierw w szereg wykładniczy s

~

(t). 

Obliczamy: 

2

1

1

2

1

)

(

1

2

2

0

0

0

=

=

=

π

π

dt

π

dt

t

s

T

s

T

,...

2

,

1

,

0

2

)

1

2

(

2

2

0

2

2

2

2

1

)

(

±

±

=

+

+

<

<

+

+

<

<

=

m

π

π

m

t

π

m

π

dla

π

m

π

t

π

m

π

dla

t

s

 

background image

Ćwiczenia  z przedmiotu Technika Analogowa 

Szeregi Fouriera  Dodatek

 

© C. Stefański 

 

 

0_02_Material pomocniczy z szeregow Fouriera.doc 

6/18 

Zauwa

żone błędy i usterki proszę zgłaszać autorowi na adres cestef@o2.pl 

=

=

=

=

=

k

e

e

π

e

k

π

dt

e

π

dt

e

t

s

T

s

π

k

π

k

π

π

π

π

kt

t

k

T

t

k

ω

k

j

j

j

-

j

j

j

j

2

2

2

/

2

/

2

/

2

/

1

0

2

1

1

2

1

1

2

1

)

(

1

0

0

 

)

2

(

2

1

2

)

2

sin(

2

1

2

2

2

2

1

2

2

π

k

π

k

π

k

π

π

π

k

e

e

π

π

π

k

π

k

Sa

2j

j

-

j

=

=

=

.  

 

W  tabeli  zestawiono  kilkana

ś

cie  pocz

ą

tkowych  warto

ś

ci  współczynników  s

k

,  A

k

  i 

ϕ

k

Nast

ę

pnie  na  kolejnych  rysunkach  wykre

ś

lono  „zapałkowo”  czyli  pr

ąż

kowo  kolejne 

współczynniki  A

(w  jednostkach  amplitudy)  i 

ϕ

k

  (w  jednostkach  k

ą

ta)  .  Na  osi  odci

ę

tych 

zwykle odkłada si

ę

 pulsacj

ę

 unormowan

ą

 wzgl

ę

dem pulsacji pierwszej harmonicznej (

ω /ω

0

 = 

n

)  –  wtedy  odst

ę

p  pr

ąż

ków  wynosi 

n=1  albo  pulsacj

ę

  nieunormowan

ą

  –  wtedy  odst

ę

pr

ąż

ków wynosi  

ω=ω

0

.  

 

0

?

?

0

?

?

0

?

?

0

?

?

0

?

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

17

16

15

14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

17

2

15

2

13

2

11

2

9

2

7

2

5

2

3

2

2

2

1

17

1

15

1

13

1

11

1

9

1

7

1

5

1

3

1

1

2

1

π

π

π

π

φ

A

s

k

k

k

k

π

π

π

π

π

π

π

π

π

π

π

π

π

π

π

π

π

π

 

 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Zdefiniujemy  następujące  sumy  częściowe  (N-tego  rzędu  obcięte  szeregi  Fouriera)  wcześ-
niejszych szeregów: 

=

+

=

N

k

k

k

N

φ

t

k

ω

A

t

s

0

0

)

cos(

)

(

0     1     2     3     4      5     6     7     8      9   10    11   12   13   14   15   16   17            

ω 

/

ω

0

 

 0.5 
 
 
 
 
 
 
 
   0 
  
   0 
 
 
 

A

k

 

ϕ

k

 

background image

Ćwiczenia  z przedmiotu Technika Analogowa 

Szeregi Fouriera  Dodatek

 

© C. Stefański 

 

 

0_02_Material pomocniczy z szeregow Fouriera.doc 

7/18 

Zauwa

żone błędy i usterki proszę zgłaszać autorowi na adres cestef@o2.pl 

=

=

N

N

k

t

k

ω

k

N

e

s

t

s

0

~

)

(

j

=

+

+

=

N

k

k

k

N

t

k

ω

b

t

k

ω

a

a

t

s

1

0

0

0

))

sin(

)

cos(

(

)

(

Oczywiście  –  o  ile  rozkładana  funkcja  okresowa  jest  rzeczywista  -  zdefiniowane  sumy 
częściowe  definiują  tę  samą  funkcję  argumentu  t,  jednak  przy  użyciu  współczynników  z 
różnych rozkładów tej samej funkcji okresowej. Uzasadnione jest więc przyjęcie wspólnego 
oznaczenia 

ε

N

(t) na sygnał błędu aproksymacji sygnału s(tN-tego rzędu obciętym szeregiem 

Fouriera S

N

(t).  

Zatem 

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

~

t

s

t

s

t

s

t

s

t

s

t

s

t

S

t

s

t

ε

N

N

N

N

N

=

=

=

=

 

Uśredniony  kwadrat  (modułu)  różnicy  między  rozkładaną  funkcją  okresową,  a  N-tego 

rzędu  obciętym  szeregiem  Fouriera  tej  funkcji  nazywamy  N-tego  rzędu  błędem  średnio-

kwadratowym aproksymacji (szeregiem Fouriera) i oznaczamy przez 

2

N

ε

(

)

=

=

0

0

2

0

2

0

2

)

(

)

(

1

1

T

N

T

N

N

dt

t

S

t

s

T

dt

ε

T

ε

Ten błąd średniokwadratowy to po prostu moc sygnału błędu aproksymacji. 

Z twierdzenia Fouriera wiemy, że 

0

2

2

=

ε

ε

N

N

. Wykazuje się ponadto, że ciąg 

2

N

ε

jest ciągiem nierosnącym. Z tych dwóch faktów wynika, że zwiększanie N nie psuje 

aproksymacji nawet lokalnie, a dostatecznie duże przyrosty poprawiają ją lub czynią 
dokładną. 
 
 
Przykład. 
 

Narysujemy kilka przebiegów 

)

(t

s

N

, np. dla N=0, 1, 3, 5, 7, 17 przy danych z 

wcześniejszego przykładu.  
 

Mamy: 

2

1

)

(

0

=

t

s

t

π

t

s

cos

2

2

1

)

(

1

+

=

)

3

cos(

3

2

cos

2

2

1

)

(

3

π

t

π

t

π

t

s

+

+

=

)

5

cos(

5

2

)

3

cos(

3

2

)

cos(

2

2

1

)

(

5

t

π

π

t

π

t

π

t

s

+

+

+

=

)

7

cos(

7

2

)

5

cos(

5

2

)

3

cos(

3

2

)

cos(

2

2

1

)

(

7

π

t

π

t

π

π

t

π

t

π

t

s

+

+

+

+

=


)

17

cos(

17

2

)

15

cos(

15

2

)

13

cos(

13

2

)

11

cos(

11

2

)

9

cos(

9

2

)

7

cos(

7

2

)

5

cos(

5

2

)

3

cos(

3

2

)

cos(

2

2

1

)

(

17

t

π

π

t

π

t

π

π

t

π

t

π

π

t

π

t

π

π

t

π

t

π

t

s

+

+

+

+

+

+

+

+

+

=



 
 

background image

Ćwiczenia  z przedmiotu Technika Analogowa 

Szeregi Fouriera  Dodatek

 

© C. Stefański 

 

 

0_02_Material pomocniczy z szeregow Fouriera.doc 

8/18 

Zauwa

żone błędy i usterki proszę zgłaszać autorowi na adres cestef@o2.pl 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Na tle przebiegu dokładnego (gruba linia ciągła) przedstawiono aproksymacje s

0

(t), s

1

(t), s

3

(t), 

s

5

(t), s

7

(t), s

17

(t) w kolejności coraz cieńszych linii.  

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Na  kolejnym  rysunku  pokazano  jak  wraz  ze  wzrostem  N  maleje  moc 

2

N

ε

  sygnału  błędu 

aproksymacji  

)

(t

ε

N

 
 

Z powyższego przykładu widać potwierdzenie pewnych prawidłowości ogólnych: 
♦  przybliżenie poprawia się ze wzrostem liczby składników sum częściowych, 
♦  w  punktach  nieciągłości  funkcji  aproksymowanej  s(t)  wyrażenie    aproksymujące 

s

N

(t) przybiera wartość średnią granic lewo- i prawostronnej.   

♦  w  otoczeniu  nieciągłości  s(t)  występuje  „przerzut”  s

N

(t).  Okazuje  się  jednak,  że 

zwiększając N nie jesteśmy w stanie zlikwidować tego przerzutu.  

 
Problem „przerzutu” nosi w literaturze nazwę zjawiska Gibbsa.  
 
 
 
 

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0.05

0.1

0.15

2

N

ε

 

N

 

background image

Ćwiczenia  z przedmiotu Technika Analogowa 

Szeregi Fouriera  Dodatek

 

© C. Stefański 

 

 

0_02_Material pomocniczy z szeregow Fouriera.doc 

9/18 

Zauwa

żone błędy i usterki proszę zgłaszać autorowi na adres cestef@o2.pl 

Przykład. 

 

Naszkicuj  sygnał  okresowy  s(t)  opisany  zależnością 

−∞

=

=

m

T

t

s

t

s

)

(

)

(

,  gdzie 

(

)

)

2

/

exp(

)

(

)

(

)

(

t

π

t

t

t

s

T

=

1

1

.  Określ  jego  okres  podstawowy  T

0

.  Znajdź  zwarty 

trygonometryczny  szereg  Fouriera  sygnału  s(t)  na  podstawie  wyznaczonego  wcześniej 
trygonometrycznego  szeregu  Fouriera.  Naszkicuj  widmo  prążkowe  amplitudowe  i  fazowe 
sygnału s(t). 
Rozwiązanie 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Rys.  Szkic s(t) 
 
 
 

Na podstawie szkicu s(t) stwierdzamy, że okres podstawowy tego sygnału wynosi 

T

0

=

π. 

Można to rachunkowo potwierdzić (jak?). Zatem pulsacja podstawowa tego sygnału 

wynosi 

rad/s

2

2

0

0

=

=

T

π

ω

. Dlatego trygonometryczny szereg Fouriera sygnału s(t) przyjmie 

postać 

[

]

=

+

+

=

1

0

)

2

sin(

)

2

cos(

)

(

n

n

n

nt

b

nt

a

a

t

s

gdzie  

=

π

dt

t

π

a

0

0

)

2

/

exp(

1

 

oraz  

=

π

n

dt

nt

t

π

a

0

)

2

cos(

)

2

/

exp(

2

 

=

π

n

dt

nt

t

π

b

0

)

2

sin(

)

2

/

exp(

2

Obliczenia dają: 

504

,

0

0

a

2

16

1

2

504

,

0

n

a

n

+

2

16

1

8

504

,

0

n

n

b

n

+

Na tej podstawie możemy napisać 

(

)





+

+

+

=1

2

)

2

sin(

4

)

2

cos(

16

1

2

1

504

,

0

)

(

n

nt

n

nt

n

t

s

Ponieważ współczynniki A

0

A

n

ϕ

n

 zwartego trygonometrycznego szeregu Fouriera 

()

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

-3,14

0,00

3,14

6,28

9,42

12,57

15,71

18,85

Czas [s] 

W

a

rt

o

ś

ć

 s

y

g

n

a

łu

background image

Ćwiczenia  z przedmiotu Technika Analogowa 

Szeregi Fouriera  Dodatek

 

© C. Stefański 

 

 

0_02_Material pomocniczy z szeregow Fouriera.doc 

10/18 

Zauwa

żone błędy i usterki proszę zgłaszać autorowi na adres cestef@o2.pl 

=

+

+

=

1

0

)

2

cos(

)

(

n

n

n

φ

nt

A

A

t

s

 

są powiązane ze współczynnikami a

0

a

n

b

n

 zależnościami: 

A

0

=a

0

,  

2

2

n

n

n

b

a

A

+

=

 

)

j

arg(

n

n

n

b

a

φ

=

więc łatwo znajdujemy, że w naszym przypadku 

504

,

0

0

A

2

16

1

2

504

,

0

n

A

n

+

)

4

(

atan

n

φ

n

=

Pozwala to napisać, że: 

=

+

1

))

4

(

atan

2

cos(

504

,

0

504

,

0

)

(

n

n

nt

t

s

   

)

87

,

82

4

cos(

125

,

0

)

96

,

75

2

cos(

244

,

0

504

,

0

o

o

+

+

t

t

   

...

)

42

,

86

8

cos(

063

,

0

)

24

,

85

6

cos(

084

,

0

o

o

+

+

+

t

t

 

 
Na poniższych rysunkach przedstawiono widmo prążkowe analizowanego sygnału. 
 

 

 

 

Rys.  Amplitudowe widmo prążkowe 

 
 

0,504

0,125

0,084

0,063

0,050

0,042

0,036

0,031

0,028

0,025

0,244

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0,45

0,5

0,55

0,6

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Numer harmonicznej

 

(pulsacja  harmonicznej podstawowej wynosi  2 rad/s)

A

m

p

li

tu

d

a

 h

a

rm

o

n

ic

z

n

e

j

background image

Ćwiczenia  z przedmiotu Technika Analogowa 

Szeregi Fouriera  Dodatek

 

© C. Stefański 

 

 

0_02_Material pomocniczy z szeregow Fouriera.doc 

11/18 

Zauwa

żone błędy i usterki proszę zgłaszać autorowi na adres cestef@o2.pl 

 

 

 

Rys. Fazowe widmo prążkowe 

 
 
Przykład. 
 

kresowy sygnał s(t) opisany jest przedstawiony trygonometrycznym szeregiem Fouriera 

)

150

7

cos(

)

30

3

sin(

2

)

2

sin(

4

)

2

cos(

3

2

)

(

o

o

+

+

+

+

+

=

t

t

t

t

t

s

. Przedstaw ten szereg jako 

zwarty trygonometryczny szereg Fouriera i naszkicuj: sygnał s(t), jego widmo amplitudowe 
i fazowe. 
Rozwiązanie 

Na podstawie szkicu s(t) stwierdzamy, że okres podstawowy tego sygnału wynosi 

T

0

=2

π. 

Można to rachunkowo potwierdzić (jak?). Zatem pulsacja podstawowa tego sygnału 

wynosi 

rad/s

1

2

0

0

=

=

T

π

ω

. W trygonometrycznym szeregu Fouriera  

[

]

=

+

+

=

1

0

)

2

sin(

)

2

cos(

)

(

n

n

n

nt

b

nt

a

a

t

s

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 

Rys. Szkic s(t)  

 

 

 

 

 

    Rys.  Szkic s(t) 

 

 

analizowanego tu sygnału s(t) występują tylko harmoniczne: zerowa, druga, trzecia i siódma. 
Nie występuje pierwsza (podstawowa) harmoniczna.  
Aby obliczyć  współczynniki zwartego szeregu trygonometrycznego 

-1,446

-1,488

-1,508

-1,521

-1,529

-1,535

-1,540

-1,543

-1,546

-1,326

-1,8

-1,6

-1,4

-1,2

-1

-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

0

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Numer harmonicznej

 

(pulsacja  harmonicznej podstawowej wynosi  2 rad/s)

F

a

z

a

 h

a

rm

o

n

ic

z

n

e

j

(w

 r

a

d

)

()

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

-3,14

0,00

3,14

6,28

9,42

12,57

15,71

18,85

Czas [s] 

W

a

rt

o

ś

ć

 s

y

g

n

a

łu

background image

Ćwiczenia  z przedmiotu Technika Analogowa 

Szeregi Fouriera  Dodatek

 

© C. Stefański 

 

 

0_02_Material pomocniczy z szeregow Fouriera.doc 

12/18 

Zauwa

żone błędy i usterki proszę zgłaszać autorowi na adres cestef@o2.pl 

=

+

+

=

1

0

)

2

cos(

)

(

n

n

n

φ

nt

A

A

t

s

wyznaczymy najpierw współczynniki szeregu trygonometrycznego s(t) sygnału s(t) . 
Możemy napisać bezpośrednio, że 

a

0

=2, a

2

=3, b

2

=4. 

Korzystając ze wzorów na cosinus i sinus sumy znajdujemy, że: 

)

3

sin(

3

)

3

cos(

)

30

sin(

)

3

cos(

2

)

30

cos(

)

3

sin(

2

)

30

3

sin(

2

t

t

t

t

t

+

=

+

=

+

o

o

o

oraz 

[

]

)

7

sin(

2

1

)

7

cos(

2

3

)

150

sin(

)

7

sin(

)

150

cos(

)

7

cos(

)

150

7

cos(

t

t

t

t

t

+

=

=

+

o

o

o

co pozwala napisać, że 

a

3

=1, b

3

= 3   

i  

a

7

=

2

3

b

7

2

1

Ze wzorów 

A

0

=a

0

2

2

n

n

n

b

a

A

+

=

)

arg(

n

n

n

b

a

φ

j

=

 

wyznaczamy, że 

A

0

=2, 

ϕ

0

=0 

5

4

3

2

2

2

=

+

=

A

,       

o

j

13

,

53

)

4

3

arg(

2

=

φ

2

3

1

2

2

3

=

+

=

A

,       

o

j

60

)

3

1

arg(

3

=

=

φ

1

2

1

2

3

2

2

3

=

+



=

A

,       

o

j

30

)

2

1

2

3

arg(

3

=

=

φ

Wyznaczyliśmy w ten sposób następujący zwarty szereg Fouriera s(t) sygnału s(t): 

)

30

7

cos(

)

60

3

cos(

2

)

13

,

53

2

cos(

5

2

)

(

o

o

o

+

+

+

t

t

t

t

s

a w tym przypadku zachodzi też dla każdego równość:    s(t)=s(t). 
Warto może jeszcze w tym miejscu podkreślić, że rozważany tu sygnał daje się przedstawić  
szeregiem Fouriera o skończonej liczbie niezerowych składników. Zawsze też (nie tylko dla 
rozważanego tu sygnału) wszystkie A

n

 muszą być nieujemne. 

Na poniższych rysunkach przedstawiono widmo prążkowe analizowanego sygnału. 

background image

Ćwiczenia  z przedmiotu Technika Analogowa 

Szeregi Fouriera  Dodatek

 

© C. Stefański 

 

 

0_02_Material pomocniczy z szeregow Fouriera.doc 

13/18 

Zauwa

żone błędy i usterki proszę zgłaszać autorowi na adres cestef@o2.pl 

 
 

 

 

Rysunek 2. Amplitudowe widmo prążkowe 

 
 

 

 

 

Rysunek 3. Fazowe widmo prążkowe 

 

Wzory na współczynniki Fouriera. Związki między współczynnikami 
szeregów trygonometrycznego, zwartego trygonometrycznego 
i wykładniczego. 

 

Drogą  elementarnych  przekształceń  można  uzyskać  z  wzorów  na  współczynniki 

Fouriera  zwartego  trygonometrycznego    szeregu  Fouriera  bezpośrednie  wzory  na 
współczynniki Fouriera pozostałych dwóch tu rozważanych szeregów, a także podać związki 
między  współczynnikami  poszczególnych  szeregów.  Wyniki  tych  obliczeń  zestawiono  w 
tabeli. W kolumnie powiązania podano związki przy założeniu, że s(t) jest rzeczywiste. 

2

5

2

1

0

1

2

3

4

5

6

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Num er harm onicznej

 (pulsacja  harm onicznej podstaw ow ej w ynosi  1 rad/s)

A

m

p

li

tu

d

a

 h

a

rm

o

n

ic

z

n

e

j

-0,857

-1,047

-0,524

-1,2

-1

-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

0

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Numer harmonicznej

 (pulsacja  harm onicznej podstaw ow ej w ynosi 1 rad/s)

F

a

z

a

 h

a

rm

o

n

ic

z

n

e

j

(w

 r

a

d

)

background image

Ćwiczenia  z przedmiotu Technika Analogowa 

Szeregi Fouriera  Dodatek

 

© C. Stefański 

 

 

0_02_Material pomocniczy z szeregow Fouriera.doc 

14/18 

Zauwa

żone błędy i usterki proszę zgłaszać autorowi na adres cestef@o2.pl 

 

Kształt szeregu 

Wzory bezpośrednie 

Powiązania 

(założenie: s(t) jest rzeczywiste)  

tsF 

Szereg trygonometryczny s(t)

  

=

=

+

+

1

0

1

0

0

)

sin(

)

cos(

n

n

n

n

t

n

ω

b

t

n

ω

a

a

 

sygnału rzeczywistego s(t

=

0

)

(

1

0

0

T

dt

t

s

T

a

 

=

0

)

cos(

)

(

2

0

0

T

n

dt

t

n

ω

t

s

T

a

 

=

0

)

sin(

)

(

2

0

0

T

n

dt

t

n

ω

t

s

T

b

 

0

0

0

s

A

a

=

=

)

Re(

2

)

cos(

n

n

n

n

s

φ

A

a

=

=

)

Im(

2

)

sin(

n

n

n

n

s

φ

A

b

=

=

 

ztsF 

Szereg zwarty trygonometryczny s(t

=

+

+

1

0

0

)

cos(

n

n

n

φ

t

n

ω

A

A

 

sygnału rzeczywistego s(t)

 

=

0

)

(

1

0

0

T

dt

t

s

T

A

 

2

2

n

n

n

b

a

A

+

=

 

)

arg(

n

n

n

b

a

φ

j

=

gdzie a

n

 i b

n

 jak dla tsF

 

0

0

0

s

a

A

=

=

 

|

|

2

2

2

n

n

n

n

s

b

a

A

=

+

=

 

)

arg(

)

arg(

n

n

n

n

s

b

a

φ

=

=

j

 

wsF 

Szereg wykładniczy s

~

(t

−∞

=

n

t

n

ω

n

e

s

0

j

 

sygnału  s(t)

 

=

0

0

)

(

1

0

T

t

n

ω

n

dt

e

t

s

T

s

j

 

0

0

0

A

a

s

=

=

 

n

φ

n

n

n

n

e

A

b

a

s

j

j

2

1

)

(

2

1

=

=

 

 
 

Właściwości wykładniczego szeregu Fouriera 

 

Warto poznać i zapamiętać podstawowe własności przynajmniej wykładniczego szeregu 

Fouriera. Własności pozwalają na ogół uprościć rozkład sygnału w szereg.   

Oto kilka takich własności: 

♦  liniowość 

~

~

~

~

~

2

2

s2

β

s1

α

s

s2

β

s1

α

s

s

s

s1

s1

+

=

+

=

 

i

 

 

lub w nieco innej notacji  

{ }

{

}

{ }

,

2

2

n

n

n

n

n

n

s2

β

s1

α

s

s

s2

β

s1

α

s

s

s

s1

s1

+

=

+

=

  

gdzie

  

,

 

i

 

 

♦  przesunięcie w czasie 

)

(

)

(

)

(

)

(

0

0

~

~

t

t

s

t

t

s

t

s

t

s

 

lub w drugiej z notacji  

{ }

{

}

0

0

)

(

)

(

0

t

n

ω

n

n

e

s

t

t

s

s

t

s

j

 

 

♦  różniczkowanie 

)

(

)

(

)

(

)

(

~

~

t

s

dt

d

t

s

dt

d

t

s

t

s

 

 

lub w drugiej z notacji  

{ }

{

}

n

n

s

n

ω

t

s

dt

d

s

t

s

0

)

(

)

(

j

 

 

♦  wzór Parsevala 

−∞

=

=

=

k

k

c

t

s

t

s

2

2

2

|

)

(

|

|

)

(

|

~

 
 

background image

Ćwiczenia  z przedmiotu Technika Analogowa 

Szeregi Fouriera  Dodatek

 

© C. Stefański 

 

 

0_02_Material pomocniczy z szeregow Fouriera.doc 

15/18 

Zauwa

żone błędy i usterki proszę zgłaszać autorowi na adres cestef@o2.pl 

 

Szereg Fouriera sygnału prawie okresowego 

 

 

Suma sygnałów okresowych może być okresowa, ale nie musi.  

 
 

Sygnał nieokresowy będący sumą sygnałów okresowych nazywamy sygnałem prawie 

okresowym.  
 
Przykładem sygnału prawie okresowego jest następujący przebieg 

(

)

t

t

t

y

2

4

,

1

cos

)

cos(

)

(

+

=

 

pokazany na poniższym rysunku. 

20

15

10

5

0

5

10

15

20

2

1

1

2

 

 

Szereg Fouriera (wykładniczy) sygnału prawie okresowego s(t) ma następującą postać: 
 

=

ω

ω

I

ω

ωt

e

s

t

s

j

)

(

~

,   

 

 

 

 

 

 

 

 

(.) 

gdzie  

=

2

2

)

(

1

lim

T

T

t

ω

T

ω

dt

e

t

s

T

s

j

 

 

 

 

 

 

 

 

(:) 

oraz 

,...}

,

,

{

3

2

1

ω

ω

ω

I

ω

=

 

jest przeliczalnym zbiorem pulsacji spełniających warunek 

0

=

ω

ω

s

I

ω

 

Podane związki (.) i (:) mogą być też zastosowane do sygnałów okresowych. Wtedy jednak z 

góry wiadomo, że 

=

T

π

n

I

ω

2

...

,

3

,

2

,

1

,

0

,

1

,

2

...,

=

n

, gdzie T jest okresem. Dla sygnałów 

prawie okresowych problemem jest nie tylko obliczenie s

ω

, ale i znalezienie I

ω

,

 przy czym do 

I

ω

 należy przynajmniej jedna para pulsacji, których stosunek jest liczbą niewymierną.  

 

background image

Ćwiczenia  z przedmiotu Technika Analogowa 

Szeregi Fouriera  Dodatek

 

© C. Stefański 

 

 

0_02_Material pomocniczy z szeregow Fouriera.doc 

16/18 

Zauwa

żone błędy i usterki proszę zgłaszać autorowi na adres cestef@o2.pl 

 

Wykorzystanie szeregów Fouriera w analizie obwodów 

 

PRZYKŁAD 
 

Obliczyć napięcie na zaciskach dwójnika pobudzonego ze źródła prądu generującego 

przebieg 

t

J

t

j

x

m

ω

cos

)

(

=

       
 
 
 
 
 
 
 

x

x

ω

T

π

ω

ω

π

T

2

2

0

=

=

=

 

 
 
Rozkładamy przebieg j(t) w wykładniczy szereg Fouriera:  

(

)

)

1

4

(

2

)

1

(

cos

)

(

1

2

1

2

2

2

0

=

=

=

+

n

π

J

dt

e

t

ω

J

π

ω

dt

e

t

j

T

j

m

n

ω

π

ω

π

t

ω

jn

x

m

T

x

t

jn

ω

n

x

x

x

 

...

)

(

63

2

,

35

2

15

2

,

3

2

,

2

2

2

2

2

1

1

4

4

3

3

2

2

1

1

+

+

+

+

+

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

t

j

t

j

t

j

t

j

o

m

m

m

m

m

o

o

o

o

o

e

j

e

j

e

j

e

j

j

t

j

π

J

j

j

π

J

j

j

π

J

j

j

π

J

j

j

π

J

j

ω

ω

ω

ω

 

 
Wyrażamy j(t) w postaci sumy tylko cosinusów: 

+

+

+

+

+

=

=

+

+

+

+

+

+

+

=

...

)

8

cos(

63

2

)

6

cos(

35

2

)

4

cos(

15

2

)

2

cos(

3

2

1

2

......

)

arg

3

cos(

2

)

arg

2

cos(

2

)

arg

cos(

2

)

(

3

0

3

2

0

2

1

0

1

π

π

π

t

ω

t

ω

t

ω

t

ω

J

j

t

ω

j

j

t

ω

j

j

t

ω

j

j

t

j

x

x

x

x

m

o

 

  

 

Przeprowadzamy analizę wskazową dla każdej pulsacji pobudzenia z osobna,   tzn. 

osobno dla 

x

o

x

o

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

4

2

,

2

,

0

=

=

=

=

=

 itd. 

 

♦  Dla 

0

=

ω

 mamy 

 
 

 
 

 

 

 

R

J

U

m

o

π

2

=

 

 
 
 

π

m

J

2

    

U

0

 

j

(t)

 

u

(t

 

j

(t

 

x

ω

π

2

 

background image

Ćwiczenia  z przedmiotu Technika Analogowa 

Szeregi Fouriera  Dodatek

 

© C. Stefański 

 

 

0_02_Material pomocniczy z szeregow Fouriera.doc 

17/18 

Zauwa

żone błędy i usterki proszę zgłaszać autorowi na adres cestef@o2.pl 

♦  Dla 

0

ω

 prowadzimy analizę wskazową (przy  

J

ω  

określonym tabelą)  

 
 
 
 
 
 
 
 
 
Obliczamy 

)

arg

2

2

2

1

1

1

1

1

1

1

1

1

|

RC

ω

j

J

j

ω

ω

ω

ω

ω

e

e

C

R

ω

C

J

RC

j

ω

C

J

C

j

ω

R

C

j

ω

R

J

C

j

ω

R

J

U

ω

atan(

  

          

          

          

          

          

          

          

|

+

=

=

+

=

+

=





=

 

Uwzględnienie wartości wskazu J

ω

 dla poszczególnych 

ω w ostatnim wyrażeniu prowadzi 

do następujących wartości wskazu U

ω

 

ω

ω

ω

ω

U

ω

ω

ω

ω

 
2

ω

x

 

(

)

RC

ω

j

x

m

x

e

C

R

ω

C

π

J

+

2

2

2

2

1

4

1

1

3

4

atan

 

 
4

ω

x

 

(

)

(

)

π

+

+

RC

ω

j

x

m

x

e

C

R

ω

C

π

J

4

2

2

2

1

16

1

1

15

4

atan

 

 
6

ω

 

(

)

RC

ω

j

x

m

x

e

C

R

ω

C

π

J

6

2

2

2

1

36

1

1

35

4

atan

+

 

 
Odtwarzamy przebiegi czasowe odpowiadające wskazom na poszczególnych pulsacjach. (by 

uprościć zapisy przyjmiemy 

RC

x

1

=

ω

). 

 
 
 
 
 
 
 

J

ω 

C

j

ω

1

 

U

ω

 

 

ω

ω

ω

ω

J

ω

ω

ω

ω

 

2

ω

x

 

π

m

J

3

4

 

 

4

ω

x

 

π

π

j

m

e

J

15

4

 

 

6

ω

x

 

π

m

J

35

4

 

 

background image

Ćwiczenia  z przedmiotu Technika Analogowa 

Szeregi Fouriera  Dodatek

 

© C. Stefański 

 

 

0_02_Material pomocniczy z szeregow Fouriera.doc 

18/18 

Zauwa

żone błędy i usterki proszę zgłaszać autorowi na adres cestef@o2.pl 

ω

ω

ω

ω = 

składnik czasowy 

 

R

π

J

m

2

 

 
2

ω

x

 

(

)

)

2

(

2

cos

5

3

4

atan

ω

t

R

J

x

m

π

 

 
4

ω

x

 

(

)

π

atan

ω

)

4

(

4

cos

17

15

4

t

R

π

J

x

m

 

 
6

ω

x

 

(

)

)

atan

ω

6

(

6

cos

37

35

4

t

R

π

J

x

m

 

 
Przebieg u(t) jest sum

ą

 składników czasowych  tj. 

(

)

(

)

(

)

+

+

+

+

=

6)

atan

4)

atan

2)

atan

(

6

cos

37

35

1

(

4

cos

17

15

1

(

2

cos

5

3

1

2

1

4

)

(

t

ω

π

t

ω

t

ω

R

J

π

t

u

x

x

x

m

 

 
Został on przedstawiony na rysunku. Z rysunku tego widać, że przebieg u(t) jest „gładszy” niż 

przebieg j(t); wykreśl i porównaj rezultaty, gdy 

RC

x

1

5

1

=

ω

.  

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1

0

u t

( )

2

π

8

8

t

 

π

R

J

m

2

 

u

(t