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噪声功率与功率谱密度6 噪声功率谱密度与方差之间的关系

2021-04-08知识6

电阻热噪声的大小如何描述?噪声电压均方值与功率谱密度是什么关系 机械振动的噪声可用copy位移、速bai度、加速度等物理量来描du述。振动引zhi起噪声的大小可以用振动加速度的dao总方差来描述。当加速度平均值为零时均方值就等于方差。如果只是评估振动噪声的大小有了方差也就够了。但是为了减少震动、降低噪声还需要了解噪声的频率结构。为此就需引入功率谱的概念,借以确定哪个频带上方差贡献最大和哪个频率下的噪声功率最大。根据这些信息可以识别噪声源、找出减震、降噪的方法。对电热噪声的描述一般采用电压或电流。为了减小或消除电热噪声同样需要引入电热噪声的总方差和功率谱,解决问题的方法和解决机械振动问题类似。最后要指出的是功率谱密度函数的无穷积分恰好等于总方差(或均方值)!这就是噪声电压均方值(或总方差)与功率谱密度的关系:σ2=∫(-∞,∞)Φ(ω)dω式中:σ2-均方值或总方差Φ(ω)-功率谱密度函数ω-频率

功率谱密度为-174dbm/Hz,带宽1MHz,噪声功率是多少? 174dbm*180khz=10^(-17.4)*180*1000(mW)。功率谱估计是数字信号处理的主要内容之一,主要研究信号在频域中的各种特征,目的是根据有限数据在频域内提取被淹没在噪声中的有用信号。下面对谱估计的发展过程做简要回顾:英国科学家牛顿最早给出了“谱”的概念。后来,1822年,法国工程师傅立叶提出了著名的傅立叶谐波分析理论。该理论至今依然是进行信号分析和信号处理的理论基础。

具有6.5MHz带宽的某高斯信道,若信道中信号功率与噪音功率谱密度之比是45.5MHz,试求其信道容量. SNR=P/N=P/WN0p为信号功率 w带宽 N0为噪声功率谱密度故SNR=45.5/6.5=7C=Wlog2(1+SNR)=6.5×3=19.5Mbps

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