傅立叶变换与拉普拉斯变换的区别与联系?

傅里叶变换和拉普拉斯变换都是信号处理中的重要工具,它们有以下几个主要区别:

定义域:傅里叶变换是在频率域(即虚轴)上定义的,而拉普拉斯变换在复平面上的特定区域内定义。

适用范围:傅里叶变换主要用于分析周期信号、非周期信号以及能量有限的信号。拉普拉斯变换的适用范围更广,可以处理不稳定的、因果的以及非因果的信号。

收敛性:傅里叶变换要求信号在时域内绝对可积,这限制了它的适用范围。拉普拉斯变换通过引入一个收敛因子,可以处理更广泛的信号,包括那些在傅里叶变换中不收敛的信号。

物理意义:傅里叶变换将信号分解为正弦波的叠加,便于分析信号的频率特性。拉普拉斯变换则更多关注有阻尼的系统中,系统响应的长期变化。

简而言之,拉普拉斯变换可以看作是傅里叶变换的推广,它通过引入复频域来扩展傅里叶变换的适用范围,使其能够处理更多类型的信号和系统。傅里叶变换在处理稳定和绝对可积的信号方面非常有效,而拉普拉斯变换则在处理不稳定或不可积信号以及系统分析方面更为通用。

具体参考:

https://zhuanlan.zhihu.com/p/693672406

https://www.zhihu.com/question/27468959

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