¿Efecto en el ancho de banda de la señal debido a la multiplicación?

Recientemente encontré una declaración que dice: Si la señal m(t) tiene un ancho de banda B, entonces pow(m(t),n) tendrá un ancho de banda nB. Para probarlo matemáticamente comencé con,

Sea n=2, y(t)= m(t)xm(t)

y(t)=Convolución(M(f),M(f)) :: donde M(f) es la transformada de Fourier de M(t)

Después de eso, el libro establece que y(t) tiene un ancho de banda de 2B. ¿Alguien puede señalar lo que me estoy perdiendo aquí?

s i norte 2 ( ω t ) = 1 2 s i norte ( 2 ω t ) 2

Respuestas (1)

Elevar m(t) a la potencia 2 es, por supuesto, elevar al cuadrado la señal y si la señal consistiera en dos ondas sinusoidales espaciadas en f1 y f2, f1 se transformaría en 2f1 y f2 se transformaría en 2f2. Entonces, si f1 fuera de 100 Hz y f2 de 1000 Hz, su ancho de banda original sería de 900 Hz y su ancho de banda (después de elevar al cuadrado) sería: -

2000 Hz - 200 Hz = 1800 Hz, es decir, su ancho de banda se ha duplicado después de la cuadratura.

También habrá otros artefactos: estarán presentes frecuencias de suma y diferencia, y estos son bien conocidos en los esquemas de modulación porque muchos esquemas de modulación implican multiplicación. Por ejemplo modulación de amplitud: -

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Aquí, la señal de audio que ocupa la banda base se multiplica por una "frecuencia portadora" y la señal final se transforma de la banda base para tener el doble del ancho espectral de la banda base centrada en la frecuencia de la portadora; tal vez esto es lo que quiere decir su libro cuando dice "que y(t) tiene un ancho de banda de 2B"?

Entonces, funciona para elevar al cuadrado y si observas algunas identidades trigonométricas para senos elevados a otras potencias, encontrarás que funciona para esas otras potencias.

Debido a que esto no es un intercambio de pila de matemáticas, no siento la obligación de demostrar que n> 2 pero wiki al rescate: -

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elemento de la lista

Como puede ver, cualquiera que sea la potencia elevada, da como resultado una frecuencia de onda sinusoidal de esa potencia multiplicada por θ en algún lugar de la respuesta.

Estoy de acuerdo con tu ejemplo, pero si Y(t)=m(t) x Cos(2*Pi f t). Esta señal tiene un ancho de banda 2B donde B es un ancho de banda m(t). Este debería tener (B+f) no 2B.
Creo que ya he agregado eso a mi respuesta.