Processamento Digital de Sinais
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Prof. Angilberto Muniz Sobrinho
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Fourier
- Séries de Fourier
- Transformada de Fourier
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Série de Fourier
Todos conhecemos as funções trigonométricas, seno, cosseno, tangente etc.
A figura ao lado mostra o familiar gráfico da função sen(x), onde x é um ângulo medido em radianos.
Essa função é PERIÓDICA, isto é, sua forma se repete a cada PERÍODO.
No caso dessa figura, a função seno se repete a cada período de 2π.
O valor máximo da função, chamado de AMPLITUDE, é 1.
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Série de Fourier
A função cosseno também é periódica, com o mesmo período e
amplitude que o seno, mas é deslocada de π/2 em relação ao seno.
Isso é fácil de constatar examinando os gráficos.
Tecnicamente, diz-se que as funções seno e cosseno diferem na
FASE e a diferença de fase entre elas é de π/2.
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Série de Fourier
Uma função periódica pode ser bem mais complicada que uma senóide.
Veja o exemplo da função f(x) mostrada na figura ao lado.
Essa curva também é periódica mas, não é apenas um seno ou um cosseno.
Como achar uma função matemática que descreva uma curva como essa?
Foi isso que Fourier descobriu, no início do século 19.
Segundo ele, qualquer função periódica, por mais complicada que seja, pode ser
representada como a soma de várias funçoes seno e cosseno com amplitudes, fases
e períodos escolhidos convenientemente.
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Série de Fourier
A figura ao lado mostra a composição curva da figura anterior em termos de duas
funções seno e duas funções cosseno.
Note que as amplitudes e períodos das ondas componentes são diferentes entre si.
A curva original é a soma dessas 4 funções, como você pode verificar na figura
abaixo.
𝑓 𝑥 = ෍
𝑘=1
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𝑓𝑘(𝑥)
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Série de Fourier
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Série de Fourier
Matematicamente, a decomposição da função f(x) na curva anterior é a seguinte:
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Série de Fourier
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Exemplo 1
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Exemplo 1
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Exemplo 1
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Exemplo 1
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Exemplo 1
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Exemplo 2
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Exemplo 2
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Exemplo 2
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Série de Fourier
Exemplo 3
Temos a mesma função do
exemplo anterior, apenas
deslocada para baixo meia
unidade ao longo do eixo Y.
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Exemplo 3
Temos a mesma função do
exemplo anterior, apenas
deslocada para baixo meia
unidade ao longo do eixo Y.
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Exemplo 3
Temos a mesma função do
exemplo anterior, apenas
deslocada para baixo meia
unidade ao longo do eixo Y.
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Série de Fourier
Exemplo 3
Nos três exemplos, temos a mesma função – conhecida
como “onda quadrada” – com a única diferença que cada
vez ela se desloca um pouco ao longo do eixo Y.
Na figura ao lado temos as primeiras quatro somas de uma
série de Fourier de uma onda quadrada calculada com os
termos de S3(x)
Qual sua conclusão sobre a relação entre essas funções e o
valor do coeficiente a0.? Qual sua interpretação para seu
significado ?

PDS_Aula_Série_de_Fourier.pdf