题目
矩形窗函数的频谱是A. 正弦函数B. 余弦函数C. 指数函数D. sinc 函数
矩形窗函数的频谱是
A. 正弦函数
B. 余弦函数
C. 指数函数
D. sinc 函数
题目解答
答案
D. sinc 函数
解析
考查要点:本题主要考查对矩形窗函数频谱的理解,涉及傅里叶变换的基本知识。
解题核心思路:矩形窗函数在时域表现为一个有限宽度的矩形脉冲,其频谱可通过傅里叶变换求得。关键点在于记忆或推导矩形函数的傅里叶变换结果,明确其频谱形状。
破题关键:
- 矩形窗函数的定义:时域内某一区间取值为1,其余区间为0。
- 傅里叶变换的对应关系:矩形函数的傅里叶变换结果为sinc函数(形如$\text{sinc}(x) = \frac{\sin(\pi x)}{\pi x}$)。
- 排除干扰项:正弦、余弦函数对应周期信号的频谱,指数函数对应指数信号,均与矩形窗函数的频谱无关。
矩形窗函数在时域可表示为:
$\text{rect}(t) =
\begin{cases} 1, & |t| < \frac{1}{2}, \\0, & \text{其他}.\end{cases}$
其傅里叶变换为:
$\mathcal{F}\{\text{rect}(t)\} = \int_{-\infty}^{+\infty} \text{rect}(t) e^{-i2\pi ft} dt = \int_{-1/2}^{1/2} e^{-i2\pi ft} dt = \frac{\sin(\pi f)}{\pi f} = \text{sinc}(f).$
因此,矩形窗函数的频谱是sinc函数,对应选项D。