当前课程知识点:动态测试与分析(上) > 第二章 信号分析函数 > 第九周 > 2.4.7 正弦比函数——正弦比函数3
当然对于一般的偶周期函数都有这个性质
而正弦比函数它就是一个偶周期信号
所以它也具有同样的这个性质
它具有双偶对称中心
是这样的
我们再继续看一下这个正弦比函数的图象
从它的分子分母图 就是上边这个图
分子分母图看在0点的位置
或者是说在整周期的位置处
它的分子为0 它的分母也为0
是个0比0型的
所以我们这次需要对它的这个
在整周期处的这个值可以要推导一下
由于它是周期函数
由于它是周期函数
我们只要导出了它0点的位置
其它整周期处的位置的值都是一样的
所以我们来看一下正弦比函数的0点高度
0点高度 是这样子
0点高度我们实际上就是说
因为RT(t)它是等于是0比0型的在t等于0的位置
从这个公式上这个正弦比函数定义是这样
我们也可以看见由于它的分子分母都是正弦函数
所以当t为0的时候 分子为0 分母也为0
它是个正弦比函数
正弦比函数为0
这个时候为0比0型的
我们就要求它的罗比塔比
罗比塔比A是分别对它分子求导和分母求导
求导以后我们可以看一下
它等于是πK/T 然后是cosπKt/T
那分母求导完了是π除以T
得到cosπt/T
在这里π和π消掉了 T和T消掉了
T和T是消掉的
最后我们可以根据罗比塔的比
得到在t等于0点处的它的值
这是正弦比函数的值
这个时候因为等于0的话
0是余弦的0为1 分母余弦的0也为1
所以就只剩下K 所以它应该等于大K
这个时候t等于0的时候
所以我们就得到正弦比函数的0点高度为K
由于它是周期函数
所以它的我们从图象上可以看到
它的所有的整周期处的高度都是K
我们再看一下正弦比函数的图象
刚才我们分析了它的尺度
它的整周期处的高度 还有主瓣的宽度
还有旁瓣的宽度 旁瓣的数量
既然我们把整周期处凸起称之为主瓣
就是说它应该是最大的值
我们需要在这里稍微做一下验证
刚才我们得到了它0点的高度
刚才我们也从图上看了一下
在0点的高度应该是整个函数的一个最大值
所以我们来看一下这个最大值的情况
这是0点高度是一个最大值
意思是什么意思呢 就是RT在0点这个值
它应该是整个正弦比函数的最大值
应该是最大值
我们把它写成一个不等式
它应该是RT0应该大于等于RT
由于RT它是
就是RT这个正弦比函数它是周期的
周期为T 如果我们要比较它这个大小
只是在半个周期内比较就行了
因为它那个周期的中心是它的偶对称中心
只要知道半个就可以
所以我们知道大于0 小于等于2分之T的位置
只要满足这个它就能是它的最大值 是这样子的
刚才我们已经得到了RT0的位置它等于是K
那这边我们用正弦比函数的定义把它写出来
它应该是sinπKt/T
然后除以sinπt/T
是这样的
我们这个时候把它乘过来
因为乘的时候我们要注意
在这个时候正弦函数
这是基频正弦函数
它的周期是T
周期为T
我们只是在半个周期来探讨它的话
这个时候这个基频函数它是处于正值
处于正的值的话
这个时候我们可以把它乘过来 而不等号不变
就是K乘以sinπt/T
大于等于sinπKt/T
是这样的
这个时候我们可以把它先命名为一个
单一的一个角度然后来讨论可能会更方便一些
所以我们可以把它写成
Ksinα需要大于等于sinKα
这个时候的α是等于是πt/T
由于t的范围是0到二分之T
所以α的范围我们就可以知道
它应该是0到二分之π
所以这时α的范围是0到二分之π
它是一个半开区间
是这样
这时候我们来看一下
由于α是在0到二分之π的之间
对这个sin函数来讲它的周期是2π
它的周期为2π
在二分之π是它的四分之一个周期
四分之一个周期 这个sinα它是个单增的
它是个单增函数 在这个范围之内
而右边的这个sin函数
由于K是一个整数
所以它增加了α倍 是个大于1的
它是个正整奇数
它是个奇数 正的奇数
它的频率比这个高
所以我们可以看一下图象就更清楚它们之间的关系
现在这个图显示的就是我们刚才黑板上看到的
K乘以sinα是这个比较高的这条曲线
而比较低的这条曲线
比较低的这条曲线就是sinKα
由于它乘了一个K 它的频率提高了K倍
而它的周期比高的这个曲线是缩减了K倍
就是说在它的0到二分之π
就是我们探讨的这个范围里边
它可能存在着多个周期
但是不管怎么样我们可以看出来
当在比较低的这个曲线
它的四分之一个周期范围之内
它们两个函数都是单增的
而刚才黑板上右边的sinKα
它的过了这四分之一个周期后它会下降了
而在整个我们探讨的0到二分之π这个范围之内
二分之π的这个范围之内
刚才那个K乘以sinα这个函数
是一直在增加的
我们只要讨论到sinKα它的四分之一个周期
如果那个不等式成立
整个这个区间就是成立
这样我们又进一步缩小了这个探讨的区间
就是说现在我们要探讨的这个K乘sinα
它要需要大于等于sinKα
α是在0到二分之π的区间
刚才我们讨论了
它只要到这个函数的四分之一个周期就可以了
四分之一个周期我们看到sinα
它的周期是2π
它的周期就应该是K分之2π
K分之2π再取四分之一 那就是2K分之π
所以它是要探讨到2K分之π就可以了
探讨到这个位置
我们可以看到在这个位置
这个 它是四分之一个周期
这个时候它是单调上
单增的
这是个单增函数 在这个范围之内
那因为在更宽的范围内
右边这个函数在0到二分之π都是单增的
所以现在缩小了K倍以后它依然是单增函数
单增函数我们可以看到在α等于0
就是我们讨论范围这个起点的位置
它们两个值是相等的 起点值相等
起点相等如果要比大小的话
只要比导数就可以了 比导数
谁的导数大谁的值大
因为它们的起点相等
而且它们都是单增函数
这几个条件下我们看
我们对两边分别求导
左边求完导以后应该是Kcosα
右边求导以后是KcosKα
由于两边都是K 这个K都可以不用考虑了
而大家看到余弦函数
两边都是余弦函数
余弦函数是一个减函数
就是说自变量大的小 自变量小的大
所以它在这个范围内这边的自变量小
所以它是大的 它是大于等于它的 是这样
就得到了这样一个结果
因为它的这个范围是α
是处于是0到2K分之π
是它的在四分之一个周期里边
这余弦函数是个简函数
所以这个是成立的
这个成立我们倒推回去它也应该成立
它的成立的话
它也成立
它成立
它也成立
它也成立
这个也成立
最后它成立
是这样的
那这样我们就证明了
0点高度它就是这个值的最大值
我们从图象上也可以进一步的可以看清楚
所以说在这些整周期的位置
因为它是周期函数
0点高度是个最大值的话
整周期时候都是最大值
所以我们可以把它称之为主瓣
主瓣也就是非常正确的
理所当然它是成为了主瓣
是这样子的
今天这一节给大家介绍了
正弦比函数的大部分的内容
和它的一些性质和特征
我们对正弦比函数就有了一个基本的了解
正弦比函数它虽然是一个正弦和正弦之比
但是它还可以转化成一个极数
就是我们在前面的几节里边提到的类脉冲函数
这个我们在下一节再给大家介绍
好 这一节内容就到此
-课程简介
--教材简介
-第一周
-第1章 动态信号与信号内积--第一周作业
-第二周
-第三周
--1.1.4 周期信号与非周期信号——非周期信号及其离散化
-第1章 动态信号与信号内积--第三周作业
-第四周
--1.2.1 内积规则——连续内积与离散内积的极限等价关系
-第1章 动态信号与信号内积--第四周作业
-第五周
--2.2.1 加窗周期信号的周期构造——大周期信号的取值定理
--2.2.1 加窗周期信号的周期构造——大周期信号的中心周期取值
-第2章 信号分析函数--第五周作业
-第六周
-第2章 信号分析函数--第六周作业
-第七周
-第2章 信号分析函数--第七周作业
-第八周
-第2章 信号分析函数--第八周作业
-第九周
-第十周
-第十一周
-第2章 信号分析函数--第十一周作业
-第十二周
-第2章 信号分析函数--第十二周作业
-第十三周
--3.1.2 周期傅里叶变换(第二部分)——周期傅里叶变换(3)
--3.1.2 周期傅里叶变换(第二部分)——周期傅里叶变换(4)
-第3章 周期信号分析原理--第十三周作业
-第十四周
--3.2.1 运算型周期信号的无理频谱——运算型周期信号的无理频谱(1)
--3.2.1 运算型周期信号的无理频谱——运算型周期信号的无理频谱(2)
--3.2.1 运算型周期信号的无理频谱——运算型周期信号的无理频谱(3)
--3.2.2 运算型周期信号的无理频谱(二)——运算型周期信号的无理频谱(4)
--3.2.2 运算型周期信号的无理频谱(二)——运算型周期信号的无理频谱(5)
--3.2.2 运算型周期信号的无理频谱(二)——运算型周期信号的无理频谱(6)
-第3章 周期信号分析原理--第十四周作业
-第十五周
-第3章 周期信号分析原理--第十五周作业