PowerSpectrum(功率谱)与PowerSpectrumDensity(功率谱密度)两者略有不同,在「信号与系统」或「通信系统」、「通信原理」的课都会讨论到,须具备Fourier级数的观念,比较容易理解。在信号与系统,PowerSpectrum通常就称功率谱,而在通信方面的课程,则有StandardPowerSpectrum(正化功率谱)之称,以下分别讨论「功率谱(正化功率谱)」与「功率谱密度」的不同。
1.PowerSpectrum(功率谱、正化功率谱)
以Fourier三角级数来说,即对周期性信号的平方做周期(T)内之积分,如下所示:
S(ƒ)=(1/T)∫0Tx2(t)dt~功率谱
其意义为:周期性信号化作Fourier三角级数展开,所有级数中每一项之单独功率之和,且功率谱为一实数,非复数型态!以Fourier复系数级数来说,功率谱即为本身其共轭复数相乘,如下所示:
S(ƒ)=(1/T)∫0Tx2(t)dx=∑│cn│2~功率谱
其中:│cn│2=c*n‧cn~实数型态
其实这就是非常有名的「Parseval定理」,在工程数学的课一定会教,如果没教,则一定会在信号与系统的课讲到,因为实在太重要了!
2.PowerSpectrumDensity(功率谱密度)
功率谱密度的定义为:在频率ƒ~ƒ+∆ƒ的范围内之正化功率之和。明确数学式如下:
G(ƒ)=d[S(ƒ)]/dƒ~功率谱密度
可以反推功率谱如下:
S(ƒ)=∫G(ƒ)dƒ~功率谱 |