где
Функция
равна
только при бесконечно малом
что невозможно реализовать физически. Поэтому из выражения (9.40) следует, что имеется смещение.
Рис. 9.5.
Описанный выше процесс измерения по существу является дискретизацией функции
с помощью операции интегрального усреднения с шагом
. Поэтому достаточно использовать полученные выше результаты временной дискретизации, перенося их в частотную область. Отметим, что смещение оценки наблюдается при измерении любой плотности: спектральной, плотности вероятности, обычной плотности вещества (точечной, а не средней плотности). Итак, мы получаем
Известно, что для
и
Поскольку спектр сигнала
принадлежит отрезку
получаем
Следовательно,
Итак, появление смещения связано также с интегральной дискретизацией. В дальнейшем рассматривается величина
, которую для сокращения записи будем обозначать символом
.
Ошибка оценки.
Вычислим ошибку оценки
:
Следовательно,
Используем выражение (9.28) с переменными
. Если функция
центрирована, то
. Отсюда
и
Интегрируя последнее выражение, находим
Если время
велико, то
Следовательно, необходимо вычислить автокорреляционную функцию фильтрованного сигнала, которая зависит от характеристик фильтра. Предположим, что рассматриваемый фильтр является идеальным и центрирован относительно частоты
с шириной полосы пропускания
(рис. 9.4). Тогда
где
Имеем
Отсюда
Предположим, что эта операция повторена для всех частот
Тогда
Для среднеквадратичного отклонения получаем
где Т — длина промежутка интегрирования,
— полоса пропускания фильтра.
Можно показать, что выражения (9.45), (9.46) справедливы и для неидеальных фильтров.