Series y transformada de Fourier · Definición

Propiedades de la transformada de Fourier

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Antes de empezar necesitas conocer

Las propiedades de Fourier permiten calcular transformadas de señales complejas a partir de transformadas conocidas. Así se evita integrar directamente en muchos casos.

Definición

Conjunto de reglas que describen cómo cambia la transformada de Fourier \(X(\omega)\) de una señal \(x(t)\) al aplicar operaciones como desplazamiento, escalado, derivación o convolución.

\[x(t-t_0) \leftrightarrow e^{-j\omega t_0}X(\omega)\]

La linealidad establece que la transformada de una combinación lineal es la combinación lineal de las transformadas. El desplazamiento temporal multiplica la transformada por \( e^{-j\omega t_0} \), lo que solo cambia la fase y deja intacta la magnitud \( |X(\omega)| \). La derivación temporal equivale a multiplicar por \( j\omega \) en el dominio frecuencial.

Considera \( x(t) = e^{-2t}u(t) \), con transformada \( X(\omega) = \frac{1}{2+j\omega} \). Para \( x(t-1) \), la propiedad de desplazamiento da \( e^{-j\omega}\frac{1}{2+j\omega} \) sin repetir la integral.

Un error típico es olvidar el signo en el exponente al desplazar, escribiendo \( e^{j\omega t_0} \) en lugar de \( e^{-j\omega t_0} \). Esto invierte la fase y produce una señal desplazada en sentido contrario.

Para pensar

¿Por qué una señal y su copia desplazada en el tiempo tienen la misma magnitud espectral aunque sus formas temporales sean distintas?

Porque \( e^{-j\omega t_0} \) tiene módulo 1 para todo \( \omega \) real: el desplazamiento solo añade fase y cada componente frecuencial conserva su amplitud.

Ejercicios 10

Referencias

  • Alan V. Oppenheim, Alan S. Willsky, Signals and Systems, 2nd edition, Pearson, 1996.
  • Alan V. Oppenheim, Ronald W. Schafer, Discrete-Time Signal Processing, 3rd edition, Pearson, 2010.