功率谱

时间:2025-09-26 05:29:08编辑:小松

功率谱密度单位是什么?和功率有关系吗?

功率谱密度函数表示信号的功率密度(单位带宽上的功率)随频率变化 谱是个很不严格的东西,常常指信号的Fourier 变换,是一个时间平均(time average)概念功率谱的概念是针对功率有限信号的(能量有限信号可用能量谱分析),所表现的是单位频带内信号功率随频率的变化情况。保留频谱的幅度信息,但是丢掉了相位信息,所以频谱不同的信号其功率谱是可能相同的。 有两个重要区别: 1. 功率谱是随机过程的统计平均概念,平稳随机过程的功率谱是一个确定函数;而频谱是随机过程样本的Fourier 变换,对于一个随机过程而言,频谱也是一个“随机过程”。(随机的频域序列) 2. 功率概念和幅度概念的差别。此外,只能对宽平稳的各态历经的二阶矩过程谈功率谱,其存在性取决于二阶局是否存在并且二阶矩的Fourier 变换收敛;而频谱的存在性仅仅取决于该随机过程的该样本的Fourier 变换是否收敛。 随机信号是时域无限信号,不具备可积分条件,因此不能直接进行傅氏变换。一般用具有统计特性的功率谱来作为谱分析的依据。功率谱与自相关函数是一个傅氏变换对。功率谱具有单位频率的平均功率量纲。所以标准叫法是功率谱密度。通过功率谱密度函数,可以看出随机信号的能量随着频率的分布情况。像白噪声就是平行于w 轴,在w 轴上方的一条直线。 功率谱密度,从名字分解来看就是说,观察对象是功率,观察域是谱域,通常指频域,密度,就是指观察对象在观察域上的分布情况。一般我们讲的功率谱密度都是针对平稳随机过程的,由于平稳随机过程的样本函数一般不是绝对可积的,因此不能直接对它进行傅立叶分析。可以有三种办法来重新定义谱密度,来克服上述困难。 一是用相关函数的傅立叶变换来定义谱密度;二是用随机过程的有限时间傅立叶变换来定义谱密度;三是用平稳随机过程的谱分解来定义谱密度。三种定义方式对应于不同的用处,首先第一种方式前提是平稳随机过程不包含周期分量并且均值为零,这样才能保证相关函数在时差趋向于无穷时衰减,所以lonelystar 说的不全对,光靠相关函数解决不了许多问题,要求太严格了;对于第二种方式,虽然一个平稳随机过程在无限时间上不能进行傅立叶变换,但是对于有限区间,傅立叶变换总是存在的,可以先架构有限时间区间上的变换,在对时间区间取极限,这个定义方式就是当前快速傅立叶变换(FFT)估计谱密度的依据;第三种方式是根据维纳的广义谐和分析理论:Generalized harmonic analysis, Acta Math, 55(1930),117-258,利用傅立叶-斯蒂吉斯积分,对均方连续的零均值平稳随机过程进行重构,在依靠正交性来建立的。 另外,对于非平稳随机过程,也有三种谱密度建立方法,由于字数限制,功率谱密度的单位是G 的平方/频率。就是就是函数幅值的均方根值与频率之比。是对随机振动进行分析的重要参数。 时域信号--->相关函数--(FFT 变换)-->功率谱--(除以频率分辨率)-->功率谱密度,这叫做间接求法,可以抑制白噪声,或者通俗的说不规律信号,分析的点数越多,规律信号的信噪比越好。 时域信号--(FFT 变换)-->幅度谱--(平方)-->功率谱,这叫直接求法,最好不要用,除非你就想分析噪声有多大


频谱和功率谱的区别,请说简介些!明了些。

频谱和功率谱的区别:1.两个的来源不同:时间信号的频谱就是时间信号的傅里叶变换,功率谱等于信号振幅谱的平方除以样本长度。2.功率谱是个确定值,但是频谱对于一个随机过程而言是个随机值。功率谱是功率谱密度函数的简称,它定义为单位频带内的信号功率。它表示了信号功率随着频率的变化情况,即信号功率在频域的分布状况。功率谱表示了信号功率随着频率的变化关系。3.只能对宽平稳的各态历经的二阶矩过程谈功率谱,其存在性取决于二阶局是否存在并且二阶矩的Fourier变换收敛;而频谱的存在性仅仅取决于该随机过程的该样本的Fourier变换是否收敛。扩展资料:信号若随着时间变化,且可以用幅度来表示,都有其对应的频谱。包括可见光(颜色)、音乐、无线电波、振动等都有这样的性质。当这些物理现象用频谱表示时,可以提供一些此信号产生原因的相关信息。例如针对一个仪器的振动,可以借由其振动信号频谱的频率成分,推测振动是由哪些元件所造成。在广播及通信的领域中,频谱会由许多不同的信号来源共享。每个广播电台及电视台所传送信号的频率均需在各自指定的范围内,称为“信道”。当许多广播同时发送信号时,各个信道上有各自独立的信息,广播的频谱即为所有个别信道信号的总和,分布在很广的频率范围内。任何一个广播接收器只能接收到单一的电压对时间信号,因此会使用LC电路来选择单一的信道或频率范围,然后将接收到的信息解调制,得到需要的信息。若将接收器各频率下信号的强弱对应频率绘图,所得的就是其接收信号的频谱。参考资料来源:百度百科——功率谱参考资料来源:百度百科——频谱

信号的频谱和功率谱的区别是什么?

信号的频谱和功率谱的区别是:1、计算功率谱的计算需要信号先做自相关,然后再进行FFT运算。频谱的计算则是将信号直接进行FFT就行了。2、方式功率谱是对信号研究,不过它是从能量的方面来对信号研究的。而频谱也是用来形容信号的,只是的表示方式变了,从时域转变成了频域表示,也就是说一种信号的表示方式不同而已。功率谱与频谱和的区别归根结底就是信号、功率、能量三者之间的关联。3、定义功率谱的定义是在有限信号的情况下,单位频带范围内信号功率的变换状况,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号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,主要是体现信号的平均变换,要求的只是一段时间平均量。所以经常说在频谱信号不同的情况下,它的功率谱很可能是一样的。4、性质功率谱虽然过程是随机的,但由于统计的是平均概念,就相当于平稳的随机过程,这个过程的功率谱则是一个确定性的函数。而频谱的样本进行Fourier变换,尽管过程也是随机的,但是对于这个随机变化过程来说。频谱形成的是随机的频域序列,函数不确定。5、要求功率谱和频谱的功率极其幅度的概念也是有差别,并且它们的存在性要求也是不同的。功率谱的存在性要求变化收敛,而频谱的存在性只要求了是否收敛。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号的研究,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,导致了它的信号变化,不过这也是它的研究价值所在。

关于信号的功率谱密度

信号的功率谱密度与信号的幅度值是两个不同的概念。信号的功率谱密度表示信号中不同频率成分的功率的大小,比如50Hz下的功率谱密度值很大,说明信号中50Hz的频率成分幅值很大,如交流电源引起的噪声的功率谱曲线50Hz下的值很明显。旋转机械运行不正常,振动噪声加大,对测出的振动噪声信号作功率谱分析,从功率谱曲线可以看出是否有共振,共振频率是多少,依次可进行故障诊断、找出排除故障的方法。有时在信号曲线中可发现有很大的峰值,它本身只说明系统运行中受到了很大冲击,作了功率谱分析发现,这种偶发的冲击可引起某频带上功率谱值的抬高。如果连续出现这种冲击,比如0.1秒间隔冲击一次,那么可发现10Hz频率下功率谱就出现较大的峰值!功率谱的量纲是[信号的量纲]的平方/Hz,若信号是电压则功率谱的单位是:v^2/Hz..信号幅值大功率谱值可能大,功率谱是拿频率说事的,横坐标是频率;幅值拿时间说事,横轴是时间。
直观点说,若把信号展成好多项三角(正弦)级数,每一项都对应一个频率,如果某一频率的正弦波的振幅比较大,那么信号的功率谱曲线在那个频率下的值就大!


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