(20)
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onde d é a distância
entre as amostras dos dois sinais e s
2 é a variância do ruído na saída
do filtro (Figura 6). Como se verá
a seguir, supondo que o ruído n(t) é um ruído branco,
a resposta ao impulso deste filtro é uma imagem do sinal
(21)
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e recebe o nome de filtro casado.
Para maximizar a razão g
, note-se, primeiramente, observando (21) e a definição da
distância, que
(22)
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Esta relação pode ainda ser
escrita em função das Transformadas
de Fourier de s(t) e de h(t) como
(23)
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Supondo que n(t) é um ruído
branco Gaussiano de densidade espectral de potência N0/2,
conforme mostrado em Propriedades do Ruído
Branco Gaussiano, tem-se
(24)
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Assim, substituindo (24) e (23) em (20)
tem-se
(25)
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Para se chegar à expressão
de H(f) que maximiza a razão sinal ruído, aplica-se a desigualdade
de Schwartz que pode ser enunciada da seguinte forma:
(26)
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onde X1(f) e X2(f)
são 2 funções complexas quaisquer. A igualdade ocorre
se e somente se
onde
k é uma constante real. Fazendo em (26)
(27)
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e
(28)
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e substituindo em (25) obtém-se:
(29)
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onde Esd é a energia
do sinal sd(t). A igualdade ocorre se e só se
(30)
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que equivale no domínio do tempo
a