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  <name>Par de la Transformada de Fourier Discreta en el Tiempo</name>

  <metadata>
  <md:version>2.6</md:version>
  <md:created>2005/06/09 13:15:01.088 GMT-5</md:created>
  <md:revised>2005/06/28 13:28:12.581 GMT-5</md:revised>
  <md:authorlist>
      <md:author id="dhj">
      <md:firstname>Don</md:firstname>
      
      <md:surname>Johnson</md:surname>
      <md:email>dhj@rice.edu</md:email>
    </md:author>
      <md:author id="fpmeza">
      <md:firstname>Fara</md:firstname>
      <md:othername>P.</md:othername>
      <md:surname>Meza</md:surname>
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    </md:author>
      <md:author id="erikaj">
      <md:firstname>Erika</md:firstname>
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    </md:author>
  </md:authorlist>

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      <md:firstname>Fara</md:firstname>
      <md:othername>P.</md:othername>
      <md:surname>Meza</md:surname>
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      <md:firstname>Erika</md:firstname>
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  <md:keywordlist>
    <md:keyword>digital</md:keyword>
    <md:keyword>frequencia</md:keyword>
    <md:keyword>Nyquist</md:keyword>
    <md:keyword>tiempo discreto</md:keyword>
    <md:keyword>Transformada de Fourier</md:keyword>
    <md:keyword>ánalogo</md:keyword>
  </md:keywordlist>

  <md:abstract>Calculando frecuencias discretas en el tiempo utilizando las transformadas de Fourier</md:abstract>
</metadata>

  <content>

    <para id="p1">

Cuando obtenemos una señal discreta a muestrear una señal análoga, la frecuencia Nyquist corresponde a la frecuencia discreta 
      <m:math>
		<m:apply>
			<m:divide/>
			<m:cn>1</m:cn>
			<m:cn>2</m:cn>
		</m:apply>
	</m:math>
      .  Para demostrar esto, note que un senosoidal en la frecuencia Nyquist 
      <m:math>
		<m:apply>
			<m:divide/>
			<m:cn>1</m:cn>
			<m:apply>
				<m:times/>
				<m:cn>2</m:cn>
				<m:ci><m:msub>
						<m:mi>T</m:mi>
						<m:mi>s</m:mi>
					</m:msub></m:ci>
			</m:apply>
		</m:apply>
	</m:math> 
     tiene una forma muestreada que iguala 
      <equation id="eqn0002">
		<name>Senosoidal en la Frecuencia Nyquist de 1/2T</name>
		<m:math>
			<m:apply>
				<m:eq/>
				<m:apply>
					<m:cos/>
					<m:apply>
						<m:times/>
						<m:cn>2</m:cn>
						<m:pi/>
						<m:apply>
							<m:divide/>
							<m:cn>1</m:cn>
							<m:apply>
								<m:times/>
								<m:cn>2</m:cn>
								<m:ci><m:msub>
										<m:mi>T</m:mi>
										<m:mi>s</m:mi>
									</m:msub></m:ci>
							</m:apply>
						</m:apply>
						<m:ci>n</m:ci>
						<m:ci><m:msub>
								<m:mi>T</m:mi>
								<m:mi>s</m:mi>
							</m:msub></m:ci>
					</m:apply>
				</m:apply>
				<m:apply>
					<m:cos/>
					<m:apply>
						<m:times/>
						<m:pi/>
						<m:ci>n</m:ci>
					</m:apply>
				</m:apply>
				<m:apply>
					<m:power/>
					<m:apply>
						<m:minus/>
						<m:cn>1</m:cn>
					</m:apply>
					<m:ci>n</m:ci>
				</m:apply>
			</m:apply>
		</m:math>
	</equation></para>

    <para id="p2">
     El exponencial en la DTFT en la frecuencia 
      <m:math>
		<m:apply>
			<m:divide/>
			<m:cn>1</m:cn>
			<m:cn>2</m:cn>
		</m:apply>
	</m:math> 
     igual
      <m:math>
		<m:apply>
			<m:eq/>
			<m:apply>
				<m:exp/>
				<m:apply>
					<m:divide/>
					<m:apply>
						<m:minus/>
						<m:apply>
							<m:times/>
							<m:imaginaryi/>
							<m:cn>2</m:cn>
							<m:pi/>
							<m:ci>n</m:ci>
						</m:apply>
					</m:apply>
					<m:cn>2</m:cn>
				</m:apply>
			</m:apply>
			<m:apply>
				<m:exp/>
				<m:apply>
					<m:minus/>
					<m:apply>
						<m:times/>
						<m:imaginaryi/>
						<m:pi/>
						<m:ci>n</m:ci>
					</m:apply>
				</m:apply>
			</m:apply>
			<m:apply>
				<m:power/>
				<m:apply>
					<m:minus/>
					<m:cn>1</m:cn>
				</m:apply>
				<m:ci>n</m:ci>
			</m:apply>
		</m:apply>
	</m:math>
      , lo que significa que la correspondencia entre una frecuencia análoga y una frecuencia discreta es establecida: 

      <equation id="eqn0003">
	<name>Relación para la Frecuencia Discreta en el Tiempo Análogo</name>
	<m:math>
		<m:apply>
			<m:eq/>
			<m:ci>
				<m:msub>
					<m:mi>f</m:mi>
					<m:mi>D</m:mi>
				</m:msub>
			</m:ci>
			<m:apply>
				<m:times/>
				<m:ci>
					<m:msub>
						<m:mi>f</m:mi>
						<m:mi>A</m:mi>
					</m:msub>
				</m:ci>
				<m:ci>
					<m:msub>
						<m:mi>T</m:mi>
						<m:mi>s</m:mi>
					</m:msub>
				</m:ci>
			</m:apply>
		</m:apply>
	</m:math>
</equation>
</para>

    <para id="p3">
      onde      <m:math>
		<m:ci>
			<m:msub>
				<m:mi>f</m:mi>
				<m:mi>D</m:mi>
			</m:msub>
		</m:ci>
	</m:math> 
     y 
      <m:math>
		<m:ci>
			<m:msub>
				<m:mi>f</m:mi>
				<m:mi>A</m:mi>
			</m:msub>
		</m:ci>
	</m:math> representan las variables de frecuencia análoga y frecuencia discreta, respectivamente.  La <cnxn document="m0050" target="alias" strength="8">figura de aliasing</cnxn> provee otra manera para derivar este resultado. Conforme la duración de cada punto en la señal de muestreo periódica
      <m:math>
		<m:apply>
			<m:ci type="fn">
				<m:msub>
					<m:mi>p</m:mi>
					<m:msub>
						<m:mi>T</m:mi>
						<m:mi>s</m:mi>
					</m:msub>
				</m:msub>
			</m:ci>
			<m:ci>t</m:ci>
		</m:apply>
	</m:math> se hace mas pequeña, las amplitudes de las repeticiones del espectro de la señal, que son  gobernadas por los <cnxn document="m0050" target="pulse" strength="8">coeficientes de la series de Fourier</cnxn> de
     
      <m:math>
		<m:apply>
			<m:ci type="fn">
				<m:msub>
					<m:mi>p</m:mi>
					<m:msub>
						<m:mi>T</m:mi>
						<m:mi>s</m:mi>
					</m:msub>
				</m:msub>
			</m:ci>
			<m:ci>t</m:ci>
		</m:apply>
	</m:math>
      , se vuelve iguales.  
      <note type="footnote">
	Examinar la <cnxn document="m0050" target="pulse" strength="8"> señal de pulso periodica</cnxn> revela que cuando
      <m:math>
			<m:ci>Δ</m:ci>
		</m:math> 
      se hace pequeña, el valor de
      <m:math>
			<m:ci>
				<m:msub>
					<m:mi>c</m:mi>
					<m:mn>0</m:mn>
				</m:msub>
			</m:ci>
		</m:math>
      , el coeficiente mas grande de Fourier, decae al valor cero: 
      <m:math>
			<m:apply>
				<m:eq/>
				<m:apply>
					<m:abs/>
					<m:ci>
						<m:msub>
							<m:mi>c</m:mi>
							<m:mn>0</m:mn>
						</m:msub>
					</m:ci>
				</m:apply>
				<m:apply>
					<m:divide/>
					<m:apply>
						<m:times/>
						<m:ci>A</m:ci>
						<m:ci>Δ</m:ci>
					</m:apply>
					<m:ci>T</m:ci>
				</m:apply>
			</m:apply>
		</m:math>
      .  Así, para mantener un teorema de muestreo viable en términos matemáticos,
      la amplitud
      <m:math>
			<m:ci>A</m:ci>
		</m:math> 
      debe incrementar a 
      <m:math>
			<m:apply>
				<m:divide/>
				<m:cn>1</m:cn>
				<m:ci>Δ</m:ci>
			</m:apply>
		</m:math>
      , convirtiéndose infinitamente grande conformela duración del pulso disminuye.
Sistemas prácticos usan un valor pequeño de      

      <m:math>
			<m:ci>Δ</m:ci>
		</m:math>
      , digamos
      <m:math>
			<m:apply>
				<m:times/>
				<m:cn>0.1</m:cn>
				<m:ci><m:msub>
						<m:mi>T</m:mi>
						<m:mi>s</m:mi>
					</m:msub></m:ci>
			</m:apply>
		</m:math> y usan amplificadores para reescalar la señal.
      </note>

      Así, el espectro muestrario de la señal se convierte periódico con periodo 
      <m:math>
		<m:apply>
			<m:divide/>
			<m:cn>1</m:cn>
			<m:apply>
				<m:times/>
				<m:ci><m:msub>
						<m:mi>T</m:mi>
						<m:mi>s</m:mi>
					</m:msub></m:ci>
			</m:apply>
		</m:apply>
	</m:math>
      . Así la frecuencia Nyquist       <m:math>
		<m:apply>
			<m:divide/>
			<m:cn>1</m:cn>
			<m:apply>
				<m:times/>
				<m:cn>2</m:cn>
				<m:ci><m:msub>
						<m:mi>T</m:mi>
						<m:mi>s</m:mi>
					</m:msub></m:ci>
			</m:apply>
		</m:apply>
	</m:math>
      corresponde a la frecuencia 
      <m:math>
		<m:apply>
			<m:divide/>
			<m:cn>1</m:cn>
			<m:cn>2</m:cn>
		</m:apply>
	</m:math>
      .
    </para>

    <para id="p4">La transformada inversa de Fourier discreta en el tiempo se deriva fácilmente en la siguiente relación:

    <equation id="eqn0012">
		<m:math>
			<m:apply>
				<m:eq/>
				<m:apply>
					<m:int/>
					<m:uplimit>
						<m:apply>
							<m:divide/>
							<m:cn>1</m:cn>
							<m:cn>2</m:cn>
						</m:apply>
					</m:uplimit>
					<m:lowlimit>
						<m:apply>
							<m:minus/>
							<m:apply>
								<m:divide/>
								<m:cn>1</m:cn>
								<m:cn>2</m:cn>
							</m:apply>
						</m:apply>
					</m:lowlimit>
					<m:bvar><m:ci>f</m:ci></m:bvar>
					<m:apply>
						<m:times/>
						<m:apply>
							<m:exp/>
							<m:apply>
								<m:minus/>
								<m:apply>
									<m:times/>
									<m:imaginaryi/>
									<m:cn>2</m:cn>
									<m:pi/>
									<m:ci>f</m:ci>
									<m:ci>m</m:ci>
								</m:apply>
							</m:apply>
						</m:apply>
						<m:apply>
							<m:exp/>
							<m:apply>
								<m:plus/>
								<m:apply>
									<m:times/>
									<m:imaginaryi/>
									<m:pi/>
									<m:ci>f</m:ci>
									<m:ci>n</m:ci>
								</m:apply>
							</m:apply>
						</m:apply>
					</m:apply>
				</m:apply>
				<m:piecewise>
					<m:piece>
						<m:cn>1</m:cn>
						<m:apply>
							<m:eq/>
							<m:ci>m</m:ci>
							<m:ci>n</m:ci>
						</m:apply>
					</m:piece>
					<m:piece>
						<m:cn>0</m:cn>
						<m:apply>
							<m:neq/>
							<m:ci>m</m:ci>
							<m:ci>n</m:ci>
						</m:apply>
					</m:piece>
				</m:piecewise>
			</m:apply>
		</m:math>
	</equation>
</para>

    <para id="p5">Así como encontramos que

      <equation id="eqn0013">
		<m:math>
			<m:apply>
				<m:eq/>
				<m:apply>
					<m:int/>
					<m:bvar><m:ci>f</m:ci></m:bvar>
					<m:lowlimit>
						<m:apply>
							<m:minus/>
							<m:apply>
								<m:divide/>
								<m:cn>1</m:cn>
								<m:cn>2</m:cn>
							</m:apply>
						</m:apply>
					</m:lowlimit>
					<m:uplimit>
						<m:apply>
							<m:divide/>
							<m:cn>1</m:cn>
							<m:cn>2</m:cn>
						</m:apply>
					</m:uplimit>
					<m:apply>
						<m:times/>
						<m:apply>
							<m:ci type="fn">S</m:ci>
							<m:apply>
								<m:exp/>
								<m:apply>
									<m:times/>
									<m:imaginaryi/>
									<m:cn>2</m:cn>
									<m:pi/>
									<m:ci>f</m:ci>
								</m:apply>
							</m:apply>
						</m:apply>
						<m:apply>
							<m:exp/>
							<m:apply>
								<m:plus/>
								<m:apply>
									<m:times/>
									<m:imaginaryi/>
									<m:cn>2</m:cn>
									<m:pi/>
									<m:ci>f</m:ci>
									<m:ci>n</m:ci>
								</m:apply>
							</m:apply>
						</m:apply>
					</m:apply>
				</m:apply>
				<m:apply>
					<m:int/>
					<m:bvar><m:ci>f</m:ci></m:bvar>
					<m:lowlimit>
						<m:apply>
							<m:minus/>
							<m:apply>
								<m:divide/>
								<m:cn>1</m:cn>
								<m:cn>2</m:cn>
							</m:apply>
						</m:apply>
					</m:lowlimit>
					<m:uplimit>
						<m:apply>
							<m:divide/>
							<m:cn>1</m:cn>
							<m:cn>2</m:cn>
						</m:apply>
					</m:uplimit>
					<m:apply>
						<m:sum/>
						<m:bvar><m:ci>m</m:ci></m:bvar>
						<m:domainofapplication><m:ci>m</m:ci></m:domainofapplication>
						<m:apply>
							<m:times/>
							<m:apply>
								<m:ci type="fn">s</m:ci>
								<m:ci>m</m:ci>
							</m:apply>
							<m:apply>
								<m:exp/>
								<m:apply>
									<m:minus/>
									<m:apply>
										<m:times/>
										<m:imaginaryi/>
										<m:cn>2</m:cn>
										<m:pi/>
										<m:ci>f</m:ci>
										<m:ci>m</m:ci>
									</m:apply>
								</m:apply>
							</m:apply>
							<m:apply>
								<m:exp/>
								<m:apply>
									<m:plus/>
									<m:apply>
										<m:times/>
										<m:imaginaryi/>
										<m:cn>2</m:cn>
										<m:pi/>
										<m:ci>f</m:ci>
										<m:ci>n</m:ci>
									</m:apply>
								</m:apply>
							</m:apply>
						</m:apply>
					</m:apply>
				</m:apply>
				<m:apply>
					<m:sum/>
					<m:bvar><m:ci>m</m:ci></m:bvar>
					<m:domainofapplication><m:ci>m</m:ci></m:domainofapplication>
					<m:apply>
						<m:times/>
						<m:apply>
							<m:ci type="fn">s</m:ci>
							<m:ci>m</m:ci>
						</m:apply>
						<m:apply>
							<m:int/>
							<m:bvar><m:ci>f</m:ci></m:bvar>
							<m:lowlimit>
								<m:apply>
									<m:minus/>
									<m:apply>
										<m:divide/>
										<m:cn>1</m:cn>
										<m:cn>2</m:cn>
									</m:apply>
								</m:apply>
							</m:lowlimit>
							<m:uplimit>
								<m:apply>
									<m:divide/>
									<m:cn>1</m:cn>
									<m:cn>2</m:cn>
								</m:apply>
							</m:uplimit>
							<m:apply>
								<m:exp/>
								<m:apply>
									<m:times/>
									<m:apply>
										<m:minus/>
										<m:apply>
											<m:times/>
											<m:imaginaryi/>
											<m:cn>2</m:cn>
											<m:pi/>
											<m:ci>f</m:ci>
										</m:apply>
									</m:apply>
									<m:apply>
										<m:minus/>
										<m:ci>m</m:ci>
										<m:ci>n</m:ci>
									</m:apply>
								</m:apply>
							</m:apply>
						</m:apply>
					</m:apply>
				</m:apply>
				<m:apply>
					<m:ci type="fn">s</m:ci>
					<m:ci>n</m:ci>
				</m:apply>
			</m:apply>
		</m:math>
	</equation>
</para>

    <para id="p6">
     Los pares para la transformada de Fourier discretos en el tiempo son 

      <equation id="eqn0014a">
	<name>
Pares de la Transformada de Fourier en Tiempo Discreto
</name>
	<m:math>
		<m:apply>
			<m:eq/>
			<m:apply>
				<m:ci type="fn">S</m:ci>
				<m:apply>
					<m:exp/>
					<m:apply>
						<m:times/>
						<m:imaginaryi/>
						<m:cn>2</m:cn>
						<m:pi/>
						<m:ci>f</m:ci>
					</m:apply>
				</m:apply>
			</m:apply>
			<m:apply>
				<m:sum/>
				<m:bvar><m:ci>n</m:ci></m:bvar>
				<m:domainofapplication><m:ci>n</m:ci></m:domainofapplication>
				<m:apply>
					<m:times/>
					<m:apply>
						<m:ci type="fn">s</m:ci>
						<m:ci>n</m:ci>
					</m:apply>
					<m:apply>
						<m:exp/>
						<m:apply>
							<m:minus/>
							<m:apply>
								<m:times/>
								<m:imaginaryi/>
								<m:cn>2</m:cn>
								<m:pi/>
								<m:ci>f</m:ci>
								<m:ci>n</m:ci>
							</m:apply>
						</m:apply>
					</m:apply>
				</m:apply>
			</m:apply>
		</m:apply>
	</m:math>
</equation>
	<equation id="eqn0014b">
		<name>Pares de la Transformada de Fourier en Tiempo Discreto</name>
		<m:math>
			<m:apply>
				<m:eq/>
				<m:apply>
					<m:ci type="fn">s</m:ci>
					<m:ci>n</m:ci>
				</m:apply>
				<m:apply>
					<m:int/>
					<m:bvar><m:ci>f</m:ci></m:bvar>
					<m:lowlimit>
						<m:apply>
							<m:minus/>
							<m:apply>
								<m:divide/>
								<m:cn>1</m:cn>
								<m:cn>2</m:cn>
							</m:apply>
						</m:apply>
					</m:lowlimit>
					<m:uplimit>
						<m:apply>
							<m:divide/>
							<m:cn>1</m:cn>
							<m:cn>2</m:cn>
						</m:apply>
					</m:uplimit>
					<m:apply>
						<m:times/>
						<m:apply>
							<m:ci type="fn">S</m:ci>
							<m:apply>
								<m:exp/>
								<m:apply>
									<m:times/>
									<m:imaginaryi/>
									<m:cn>2</m:cn>
									<m:pi/>
									<m:ci>f</m:ci>
								</m:apply>
							</m:apply>
						</m:apply>
						<m:apply>
							<m:exp/>
							<m:apply>
								<m:plus/>
								<m:apply>
									<m:times/>
									<m:imaginaryi/>
									<m:cn>2</m:cn>
									<m:pi/>
									<m:ci>f</m:ci>
									<m:ci>n</m:ci>
								</m:apply>
							</m:apply>
						</m:apply>
					</m:apply>
				</m:apply>
			</m:apply>
		</m:math>
	</equation>
</para>

  </content>
</document>
