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  • 1 # 使用者5502945639254

    確實在實際中,頻譜很多場合被用於指代頻譜密度。因為狹義的頻譜應用範圍太窄了。

    狹義的頻譜可類比於機率分佈中的離散隨機變數的機率分佈,相對應地,頻譜密度類比於連續隨機變數的機率密度分佈。

    『密度』通常的意義是物理量的某種連續分佈的集度,所以,『譜密度』意味著,頻譜首先應該是連續的。連續的頻譜意味著基頻為0,也就是說時域上不存在週期性(或者說週期是無窮大),所以,『譜密度』天然地與『週期性』是絕緣的。

    能量訊號必然不可能具有周期性(否則能量必然是無限的,違背定義),因而也不可能具有嚴格意義上的頻譜,只能分析其譜密度,所以,即便應用中譜和譜密度相互指代也不會引起混淆。

    那問題來了,為什麼週期訊號也會有譜密度呢??

    週期功率訊號的功率只集中分佈在基頻的倍頻上,因而,功率在頻域是離散分佈的,如果嚴格地套用譜密度的意義,其譜密度應該是一連串衝擊函式,這類包含無窮的特殊函式對應用而言是沒有意義的。有時為了與非週期訊號統一表示,會將集中分佈的功率近似平均到相鄰倍頻的區間內,形式上也就變成頻譜密度,但應當瞭解,這是近似的,並不是週期訊號原始的屬性。

    非週期功率訊號就是功率譜密度最常應用的物件,無論從哪一點看,功率譜密度都是這類訊號的黃金搭檔。

    還有需要了解的是,對能量訊號和功率訊號的分析中,雖然有時兩者的分析中都稱譜密度,但能量訊號的譜密度是能量的譜密度,而功率訊號的譜密度指的是功率的譜密度,二者在計算上有區別的,相差了一個時間平均,不應混淆。

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