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Aplicaciones de la Transformada de Fourier en Comunicaciones, Guías, Proyectos, Investigaciones de Teoría de Señales y Sistemas

Transformada de Fourier en fundamentos de las comunicaciones

Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones

2021/2022

Subido el 23/07/2022

richard-ayala
richard-ayala 🇵🇪

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“Año del Fortalecimiento de la Soberanía Nacional”
UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
Universidad Decana de América
FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y ELÉCTRICA
APLICACIONES DE LAS PROPIEDADES DE LA TRANSFORMADA DE
FOURIER
Profesor: Villanueva Napurí, Jesús Otto
Integrantes:
-Ayala Galindo, Richard Humberto
- Faves Carrillo, Anthony Franccesco
- Poma Quispe, Luis Gerardo
- Roque Cabello, Crhistian Nelson
Curso: Fundamentos de las Comunicaciones
LIMA - PERÚ
2022
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¡Descarga Aplicaciones de la Transformada de Fourier en Comunicaciones y más Guías, Proyectos, Investigaciones en PDF de Teoría de Señales y Sistemas solo en Docsity!

“Año del Fortalecimiento de la Soberanía Nacional”

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

Universidad Decana de América

FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y ELÉCTRICA

APLICACIONES DE LAS PROPIEDADES DE LA TRANSFORMADA DE

FOURIER

Profesor: Villanueva Napurí, Jesús Otto

Integrantes:

  • Ayala Galindo, Richard Humberto
  • Faves Carrillo, Anthony Franccesco
  • Poma Quispe, Luis Gerardo
  • Roque Cabello, Crhistian Nelson

Curso: Fundamentos de las Comunicaciones

LIMA - PERÚ

ÍNDICE

1. Definición de la transformada de fourier

2. Demostraciones

a. Linealidad

b. Dualidades

c. Cambio de escala

d. Inversión del tiempo

e. Traslación en el tiempo

f. Traslación en frecuencia

g. Derivación en el tiempo

h. Derivación en la frecuencia

i. Convolución

j. Integración en el tiempo

k. Transformada de la convolución

l. Teorema de Parseval

3. Aplicaciones

A. Linealidad

B. Dualidades

C. Cambio de escala

D. Inversión del tiempo

E. Traslación en el tiempo

F. Traslación en frecuencia

G. Derivación en el tiempo

H. Derivación en la frecuencia

I. Convolución

J. Integración en el tiempo

K. Transformada de la convolución

L. Teorema de Parseval

2π −∞

𝑗ω𝑡

2π −∞

2π −∞

c. Cambio de escala

𝐹 𝑓 𝑎𝑡[ ( )] =

| |𝑎 𝐹(^

ω

𝐹 𝑓 𝑎𝑡[ ( )] =

−𝑗ω𝑡

{ (^) 𝑎}

{ (^) 𝑎}

−𝑗ω 𝑢𝑎 𝑑𝑢

𝑎 =^

−𝑗 ω𝑎 𝑢

𝑎 𝐹(^

ω

−𝑗ω 𝑢𝑎 𝑑𝑢

𝑎 =^

−𝑗 ω𝑎 𝑢

𝑎 𝐹(^

ω

De (1) y (2) :

| |𝑎 𝐹(^

ω

∴ 𝐹 𝑓 𝑎𝑡[ ( )] =

| |𝑎 𝐹(^

ω

d. Inversión del tiempo

𝐹 𝑓 − 𝑡[ ( )] = 𝐹(− ω)

𝐹 𝑓 − 𝑡[ ( )] =

−𝑗ω𝑡

𝐹 𝑓 − 𝑡[ ( )] = −

−𝑗ω(−τ)

−𝑗(−ω)τ

∴ 𝐹 𝑓 − 𝑡[ ( )] = 𝐹(− ω)

e. Traslación en el tiempo

[ ( 0 )]

−𝑗(ω)𝑡 0

[ ( 0 )]

( ( 0 ))

−𝑗ω𝑡

[ ( 0 )]

−𝑗ω(τ+𝑡 0 )

−𝑗(ω)τ

−𝑗(ω)𝑡 0

[ ( 0 )]

−𝑗(ω)𝑡 0

−𝑗(ω)τ

[ ( 0 )]

−𝑗(ω)𝑡 0

f. Traslación en frecuencia

−𝑗ω𝑡 [. 𝑓 𝑡( )] =^ 𝐹(ω− ω 0 )

demostración:

𝐹 𝑓 𝑡[ ( )] = =

−𝑗ω𝑡

−𝑗ω 0 𝑡

−𝑗ω𝑡

𝐹 𝑔 𝑡[ ( )] =

𝑗ω 0 𝑡

−𝑗ω𝑡

𝑗ω 0 𝑡

𝐹 𝑔 𝑡[ ( )] =

𝑗ω 0 𝑡

−𝑗ω𝑡

𝐹 𝑒 =F( )

𝑗ω 0 𝑡

−𝑗(𝑤−ω 0 )𝑡

𝐹 𝑒 F( )

𝑗ω 0 𝑡

∴ F( 𝑤 − ω) =

𝑗ω 0 𝑡

k. Transformada de la convolución

𝐹 𝑓(𝑡) * 𝑔(𝑡)[ ] = 𝐹

l. Teorema de Parseval

demostración:

La energía de una señal está deinida como:

a partir de las propiedades de números complejos:

entonces:

usamos transformada inversa:

2π −∞

−𝑖ω𝑡

intercambiamos el orden de integración:

2π −∞

−𝑖ω𝑡

2π −∞

2π −∞

3. Aplicaciones

a. Linealidad

Hallar 𝐹 4𝑓 𝑡[ ( ) + 5𝑔 𝑡( )] ; donde 𝑔 𝑡( ) = 𝐻(𝑡). 𝑒 ;

−3𝑡^2

𝐹 4𝑓 𝑡[ ( ) + 5𝑔 𝑡( )] =𝐹 4𝑓 𝑡[ ( )] + 𝐹 5𝑔 𝑡[ ( )]

𝐹 4𝑓 𝑡[ ( ) + 5𝑔 𝑡( )] =4. 𝐹 𝑓 𝑡[ ( )] + 5. 𝐹 𝑔 𝑡[ ( )]

𝐹 4𝑓 𝑡[ ( ) + 5𝑔 𝑡( )] =.

1+𝑖𝑤 + 5. (^

π

𝑤^2 12

𝐹 4𝑓 𝑡[ ( ) + 5𝑔 𝑡( )] =

1+𝑖𝑤 + 5.^

π

𝑤^2 12

b. Dualidades

c. Cambio de escala

𝐹 𝑓 𝑎𝑡[ ( )] =

| |𝑎 𝐹(^

ω

[ ] =^

[ ]|ω→ 𝑤 3

3 (^

1+ω^2

ω→ 𝑤 3

3 (^

1+( ω 3 )

3 (^

1+ ω

2 ( 9 )

3 (^

9+ω^2

9+ω^2

d. Inversión del tiempo

Encontrar 𝐹 𝑥(𝑛){ } con𝑥(𝑛) = 𝑎

𝑢 𝑛[ ] + 𝑎

𝑢 − 𝑛[ ] − 𝑑 𝑛[ ]

{ } =^

1−𝑎^2

1−2 𝑎𝑐𝑜𝑠(Ω)+𝑎^2

se sabe que :

[𝐺(𝑤)] = 𝐹

[

4+𝑤^2

]

Entonces por derivación en el tiempo:

[𝐹(𝑤)] = 𝐹

[

∂^2 ( 4+𝑤^42 )

∂𝑤^2

]

[𝐹(𝑤)] = (− 𝑖𝑡)

[𝐹(𝑤)] = − 𝑡

[𝐹(𝑤)] = − 𝑡

i. Convolución

Considere el tiempo de respuesta al impulso del sistema LTI

a la señal de entrada

La transformación de estas señales en el dominio de la frecuencia:

𝑏+𝑗𝑤 , 𝑋(𝑗𝑤) =^

y la respuesta de frecuencia es

para convertir esto en el dominio del tiempo, expresamos las fracciones parciales

𝑏−𝑎 (^

(𝑎+𝑗𝑤) −^

(𝑏+𝑗𝑤) )^ 𝐷𝑜𝑛𝑑𝑒: 𝑏 𝑑𝑖𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑎 𝑎

Por lo tanto, la respuesta en el dominio de tiempo es:

j. Integración en el tiempo

𝐹(ω)

1+ω^2

1+𝑡^2

− ω| |

1+𝑢^2

π𝑒− ω|^ |

𝑖ω + ππδ(ω) =^

π𝑒− ω|^ |

π𝑒− ω|^ |

1+𝑢^2

k. Transformada de la convolución

Hallar la transformada de Fourier de la señal.

−τ

(1+𝑗𝑤)^2

1+𝑗𝑤 −^

(1+𝑗𝑤)^2

l. Teorema de Parseval

La energía de una señal está dada por la siguiente ecuación:

donde:

determinar la energía en términos de la frecuencia.

sol:

1+ 𝑖 ω

Entonces por teorema de Parseval podemos deinir la energía:

2π −∞

2π −∞

Reemplazando:

2π −∞