生活中很多东西之间都依靠信 的传播,信 的传播都是看不见的,但是它以波的形式存在着,这类信 会产生功率,单位频带的信 功率就被称之为功率谱。它可以显示在一定的区域中信 功率随着频率变化的分布情况。而频谱也是相似的一种信 变化曲线,在科学的领域里,功率谱和频谱有着一定的联系,但是它们之间还是不一样的,是有区别的。
尽管并非一定要为信 或者它的变量赋予一定的物理量纲,下面的讨论中假设信 在时域内变化。上面能量谱密度的定义要求信 的傅里叶变换必须存在,也就是说信 平方可积或者平方可加。一个经常更加有用的替换表示是功率谱密度(PSD),它定义了信 或者时间序列的功率如何随频率分布。这里功率可能是实际物理上的功率,或者更经常便于表示抽象的信 被定义为信 数值的平方,也就是当信 的负载为1欧姆(ohm)时的实际功率。此瞬时功率(平均功率的中间值)可表示为:
3、定义
功率谱的定义是在有限信 的情况下,单位频带范围内信 功率的变换状况,功率随频率而变化,从而表现成为功率谱,它是专门对功率能量的可用有限信 进行分析所表现的能量。它含有频谱的一些幅度信息,不过相位信息被舍弃掉了。
相比之下,频谱极为不严格,主要是体现信 的平均变换,要求的只是一段时间平均量。
所以经常说在频谱信 不同的情况下,它的功率谱很可能是一样的。
功率谱和频谱有相同的地方,并且有着联系,可这些区别才是决定它们两个用处的重要之处。功率谱和频谱虽然都是对信 的研究,但是研究的方向不同,角度也不相同,并且它们的性质存在不同之处,功率谱的随机性更差一点,比较严谨,有确定的函数支撑;而频谱的要求更少一些,随机性颇强,导致了它的信 变化,不过这也是它的研究价值所在。
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