能量(信号处理)

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在信号处理中,能量Es{displaystyleE_{s}}连续时间信号x(t)的能量的连续时间信号x(t)被定义为所考虑的信号的平方大小下的面积,即,数学上的{displaystyleE_{s}==三角形x(n),x(n)rangle==sum_{n=-infty}{infty}{|x(n)|{2}}。 严格来说,这里的能量与物理学和其他科学中的传统能量概念不一样。然而,这两个概念是密切相关的,...

能量(信号处理)简介

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信号处理中,能量Es{displaystyleE_{s}}连续时间信号x(t)的能量的连续时间信号x(t)被定义为所考虑的信号的平方大小下的面积,即,数学上的{displaystyleE_{s}==三角形x(n),x(n)rangle==sum_{n=-infty}{infty}{|x(n)|{2}}。

与物理学中的能量的关系

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严格来说,这里的能量与物理学和其他科学中的传统能量概念不一样。然而,这两个概念是密切相关的,而且可以从一个概念转换到另一个概念。其中Z代表由信号驱动的负载的大小,以适当的计量单位。例如,如果x(t)代表在传输线上传播的电信号的电位(伏特),那么Z就代表传输线的特性阻抗(欧姆)。信号能量的测量单位是将显示为2伏特-秒,这在物理科学意义上对能量来说是不正确的尺寸。在划分了这相当于焦耳,是物理科学中定义的能量的SI单位。

频谱能量密度

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同样地,信号x(t)的频谱能量密度为{displaystyle}E_{s}(f)=|X(f)|{2}}其中X(f)是x(t)的傅里叶变换。其中X(f)是x(t)的傅里叶变换。例如,如果x(t)代表在自由空间传播的光信号的电场分量的大小(单位:伏特/米),那么X(f)的尺寸将成为伏特/秒/米,而{displaystyleE_{s}(f)}代表信号的光谱。{displaystyleE_{s}(f)}将代表信号的频谱能量密度(单位:伏特-秒2/米2)作为频率f(单位:赫兹)的函数。

能量(信号处理)

同样,这些测量单位在物理学中定义的能量密度的真正意义上是不正确的尺寸。除以除以自由空间的特征阻抗Zo(单位:欧姆),尺寸就变成了每米2的焦耳-秒,或者等价地,每米2的焦耳-赫兹,这在频谱能量密度的SI单位中是尺寸正确的。

帕塞瓦尔定理

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作为帕塞瓦尔定理的一个结果,我们可以证明,信号能量总是等于信号频谱能量密度的所有频率成分的总和。

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词条目录
  1. 能量(信号处理)简介
  2. 与物理学中的能量的关系
  3. 频谱能量密度
  4. 帕塞瓦尔定理

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