统计信号处理基础 习题解答3-7

题目:

在例3.4证明中,用到了:

 要使上式成立, 应该满足什么条件?提示:注意

 并利用几何级数求和公式。

解答

根据欧拉公式可以得到:

 那么:

 其中:

 因此:

 如果记:

 那么

 因此:

 得到:

 于是:

 对于上述函数,我们可以如下考虑,首先 为信号的归一化频率,可以表示为:

 其中 为信号的真实频率,而 为采用频率,那么根据奈奎斯特采样定理,得到:

 又因为

 因此,主要考虑

 在 下的特性。

 我们分别给出了N=5,10,20,50, 情况下的 取值情况:

图1 N=5

图2 N=10

图3 N=20

图4 N=50

 观察上述情况下的取值,我们可以得到:

1. 不管N的取值情况,当 接近0或者接近 时, 趋近于1,此时 不能忽略;

2.  函数会在 ​​​​​​​ ,…, ​​​​​​​ 这些情况下为0;

3. 随着N增多, ​​​​​​​在 区间上取值为0的节点增多

4. 当N等于10的时候,该函数在​​​​​​​ ​​​​​​​ 附近处大部分区域都小于0.2;

5. 当N等于20的时候,该函数在 ​​​​​​​ 附近处大部分区域都小于0.1;

6. 当N等于50的时候,该函数在附近处大部分区域都小于0.05;

 因此,我们可以得到结论,当归一化 不在0或者不在 ​​​​​​​ 附近时:

​​​​​​​

​​​​​​​

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