Derivação de algumas transformadas discretas de Hilbert

Apresenta-se aqui a derivação de algumas transformadas discretas de Hilbert.

f(t) = cos(2πt), com 10 amostras e intervalo de amostragem de 0.2 s

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Neste caso, n = 10 e ω = 2π rd/s. Assim, fmax = 1 Hz e a condição   foi satisfeita. Q(k) será a sequência


 


 


Q(k) = {1.00, 0.309, -0.809, -0.809, 0.309, 1.00, 0.309, -0.809, -0.809, 0.309}.

Cálculo através da convolução

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Vamos obter a DHT primeiro através da expressão da convolução. Para isso, calcula-se a matriz H-1(k-j) e depois o produto matricial H-1(k-j) · Q(j)


 


 


 


 


DHT(k) = {0, -0.951, -0.588, 0.588, 0.951, 0, -0.951, -0.588, 0.588, 0,951}.

Cálculo através da DFT

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Vamos obter a DHT agora através da transformada discreta de Fourier. H(k) será dada por


 


H(k) = {0, i, i, i, i, 0, -i, -i, -i, -i}. Os coeficientes da DFT e da DFT-1> são dados, por definição (ver Transformada de Fourier, por


 


e


 


Assim,


 


 


DFT(k) = {0, 0, 5, 0, 0, 0, 0, 0, 5, 0}. Multiplicando-se por H(k), obtemos F(k) = {0, 0, 5i, 0, 0, 0, 0, 0, -5i, 0}. Assim,


 


 


DHT(k) = {0, -0.951, -0.588, 0.588, 0.951, 0, -0.951, -0.588, 0.588, 0,951}.

Validação

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Uma vez que a transformada de Hilbert û(t) em forma fechada é conhecida, pode-se amostrá-la a intervalos ta de maneira a obter os coeficientes exatos de DHT.


 


 


DHT(k) = {0, -0.951, -0.588, 0.588, 0.951, 0, -0.951, -0.588, 0.588, 0,951}. O resultado é exato, devido à alta frequência de amostragem utilizada.