信号频谱、幅度、功率和能量

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信号频谱、幅度、功率和能量

2023-09-10 06:03| 来源: 网络整理| 查看: 265

1.频谱

(1)信号经过傅里叶变换之后产生频谱,频谱是一个以频率为自变量的函数。 (2)频谱在每一个频率点的取值是一个复数。 (3)一个复数由模和辐角唯一地确定,所以可将频谱分解为幅度谱(即复数的模关于频率的函数)和相位谱(即复数的辐角关于频率的函数)。

2.幅度

(1)在英文中,amplitude和magnitude均可表示幅度,其中: amplitude代表整个信号偏离x轴的最大绝对值, magnitude代表信号上某一点偏离x轴的绝对值。 可见,amplitude是一个全局概念(峰值幅度),而magnitude是一个瞬时概念(瞬时幅度): a) peak amplitude, often shortened to amplitude, is the nonnegative value of the waveform’s peak (either positive or negative). b) instantaneous amplitude of x is the value of x(t) (either positive or negative) at time t. c) instantaneous magnitude, or simply magnitude, of x is nonnegative and is given by |x(t)|. (2)大多数情况下,amplitude和magnitude认为是同一概念,即瞬时幅度。 a) 信号 f ( t ) f(t) f(t)在 t t t处的瞬时幅度是 f ( t ) f(t) f(t)的模,即 ∣ f ( t ) ∣ |f(t)| ∣f(t)∣; b) 信号 f ( t ) f(t) f(t)在 t t t处的瞬时相位是 f ( t ) f(t) f(t)的辐角,即 A r g f ( t ) Arg f(t) Argf(t) 或者 ∠ f ( t ) \angle f(t) ∠f(t); c) 信号 f ( t ) f(t) f(t)在 t t t处的瞬时功率是 f ( t ) f(t) f(t)的模的平方,即 ∣ f ( t ) ∣ 2 |f(t)|^2 ∣f(t)∣2。

3.功率与能量

(1)在英文中,power表示功率,energy表示能量,其中: 信号 f ( t ) f(t) f(t)在 t t t处的瞬时功率是 f ( t ) f(t) f(t)的模(瞬时幅度)的平方,即 P = ∣ f ( t ) ∣ 2 P=|f(t)|^2 P=∣f(t)∣2, 信号 f ( t ) f(t) f(t)的能量是瞬时功率的积分值,即 E = ∣ ∣ f ( t ) ∣ ∣ 2 = ∫ − ∞ ∞ ∣ f ( t ) ∣ 2 d t E=||f(t)||^2=\int_{-\infty}^{\infty}|f(t)|^2 dt E=∣∣f(t)∣∣2=∫−∞∞​∣f(t)∣2dt。 可见,信号的功率是瞬时概念(平均功率), 信号的能量是一个全局概念。 (2)注意 ∣ f ( t ) ∣ |f(t)| ∣f(t)∣和 ∣ ∣ f ( t ) ∣ ∣ ||f(t)|| ∣∣f(t)∣∣的区别: 前者是瞬时概念,即信号在某一点的瞬时幅度, 后者是全局概念,即整个信号的能量的开方。

参考链接: 信号的频谱、幅度谱、相位谱及能量谱密度、功率谱密度



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